DE715256C - Verfahren zur Herstellung von Magnesiumcarbonat - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Magnesiumcarbonat Die Erfin#dung betrifft die Herstellung von Magnesiumcarbonat, insbesondere von sehr leichtem hydratisiertem basischem Magnesiumcarbonat.
• Zur Herstellung von gefälltem Magnesiumcarbonat in technischem Urnfange behandelt man gebrannten Dolomit mit kohlensättrehaltigetn Wasser, um das Calciumcarbonat als Niederschlag von der Lösung abzuziehen. Sodann erhitzt man die Lösung, wodurch basisches Magnesiumcarbonat ausgef ällt wird. Dieses Verfahren dauert ziemlich lange und führt nicht zu einem Erzeugnis von der für viele Zwecke gewünscht-en Feinheit.
• Es wurde auch schon vorgeschlagen, basische Magnesiumcarbonate in kleinen Mengen für pharmazeutische Zwecke durch eine Reaktion zwischen Magnesiumoxyd und Ami-noniumcarbonat herzustellen. Bei diesem Verfahren wird Magnesiumoxyd jin Wasser suspendiert. Darauf setzt man die notwendige Menge von Ammoniumearbonat unter Bedingungen zu, unter denen die Reaktion zwischen Magnesiumoxyd und Ammoniumcarbonat vollständig abläuft, mit anderen Worten, man setzt das Ammoniumcarbonat in solcher Menge zu, daß die Menge CO" die zur Verbindung mit der Magnesia zwecks Bildung von Magnesiumcarbonat erforderlich ist, vA-liegt, fernerdaß die theoretische, Menge, Ammoniak vorhanden ist, die mit der erforderlichen Menge CO, Ammoniumcarbonat bildet. Daher hat man verhältnismäßig große Mengen Ammoniak verwendet. Außerdem war die Reaktionsdatier außerordentlich lang, so daß das Verfahren für die Herstellung von basischem Magnesiumearbonat in technischem Umfange sich nicht in die Praxis einführen ließ.
• Ferner ist ein Verfahren bekannt, gemäß dem Magnesiumearbonat dadurch hergestellt wird, daß man auf das in einer reichlichen Wassermenge aufgeschlämmte Magnesiumoxyd ein Molekül Kohlensäure und 11/2 Moleküle Ammoniak einwirken läßt. Es wird also bei diesem Verfahren ein sehr erheblicher Überschuß an Ammoniak verwendet. Außerdern werden Ammoniak und Kohlendioxvd nach der Bildung von Ammoniumcar-bonat auf das Magnesiumoxyd zur Einwirkung gebracht. Die entstehende Mutterlauge, die ein,#n sehr großen Überschuß an Ain-monial, enthält, da die Kohlensäure sich mit dein 3,la,Yne.sit unter Bildung von '.#la"nesiui-ncarb'nat verbindet, wird in der Weise wieder---erwert # det, daß man zunächst Aminoniumcarbonat herstellt. Man erhält nach den-i 1) ckannten Verfahren ein wenig aufgelockertes Magnesitinicarbonat, das noch eine verhältnisinäßig große scheinbare Dicht,- hat.
• Schließlich ist es bekannt, eine bei der Verarbeitung dolomitischen Kalksteins auf gefällten kohlensauren Kalk anfallende und zu 2 .\la nesiummilch auf schlämmte NMagnesia 9 1 ge t' unterVerwendungvon Aininoniak alsLösun-svermittler durch eingeleitete Kohlensäure in Lösung zu bringen, worauf aus dieser Lösung durch Erwärmen basisch kohlensaure 'Magnesia ausgefällt wird, und zwar unter Zurückführung der entbundenen Kohlensäure in ,len Kreislaufprozeß.
• Bei dem bekannten Verfahren wird demnach durch Ammoniak und Kohlensäure d#is Magnesiumoxyd vollständig als Bicarbonat gelöst unrl aus der Lösung durch Erwärmen Magnesiumcarbonat gefällt. Dazu sind erhebliche Mengen Ai-ninon:iak nötig, abgesehen dai-on, daß durch die anfängliche Lösung und L' l# darauffolgende Ausfällung des Carbonats das Verfahren umständlich ist. Ein Magnesiumcarbonat init sehr kleiner scheinbarer Dichte läßt sich durch das bekannte 'Verfahren nicht erzielen.
• Nach der Erfindun- soll livdratisiertes Magnesiumcarbonat, insbesondere solches mit geringer scheinbarer Dichte, in technischem Umfange hergestellt werden. Es wird bezweckt, laß das Carbonat in einer feinverteilten Form ausfällt, daß das Verfahren nur kurze Zeit in Anspruch nimmt und daß schließlich Aer Material- und Arbeitsaufwand gering gehalten wird.
• Die Erfindung besteht darin, daß die Reaktion zwischen einer wässerigen Aufschl,-iminung von Magnesiumoxyd und Kohlensäure in Gegenwart verhältnismäßig geringer -Mengen Ammoniak, die etwa lo Gewichtsprozent vom Magnesitimoxyd betragen, und so geringer Wassernienggen durchgeführt wird, daß ein dicker, schließlich harter Brei eiltsteht# der durch ErIntzen -etrocknet und von Ainnion;ak befreit wird, wobei man das Ammoniakgm einen Kreislauf durchrnachen läßt. Das Aninioniak wirkt in leiii vorliegenden el Falle wie ein Katalvsator.
• Die - Reaktionsdauer des ',.'erfalirens nach der ErfinfAung ist wesentlich geringer als bei dern bekannten Verfahren, nach dem man die Reaktion zwischen \la"nesiurnoxvd und Aminoniumcarbonat durchführte. Das gewonnene hydratisierte basische Magn-,siunicarbonat ist leichter un,1 flockiger als die nach den bekannten Methorlen zur Herstellung von hy-Z, dratisiertein N.fa#nesiulncarl)oiiat in technischAil Umfange erhaltenen Erzeugnisse. Andere Merkmale der l-#,riinrlung gehen au#, dem folgenden hervor.
• Die verwendbaren-Ausgan,-sstoffe sin4 Nlagliesiunioxyd und ##,lagnesitii-nliv-1 ro ; xv(l. Sie können irgendeinen geeignet-eii Ursprungs sein. Irn folgenden ist das Verfahren bei Verwendung von '-\lagnesiurnoxvrl als Ausgangsstoff beschrieben, doch ist es genau sn leicht bei Venvendung -von '-#la,-#nesiuinlivrlroxvd durchführbar.
• has ver#venfleie --\lagnesiui-noxv'd kann entweder zu der leichten oder schweren Abart gehören. Es wirr] zunächst in Wasser stispendiert. In die SUSI),-n-i;,on werden Kohlen-Iioxyd und Aninioniakgas eingeleitet. Obgleich die --Mengenverhältnisse bei -%lagiiei;iiiiilo---,vcl und Wasser sehr beträchtlich schwanken können, hat sich doch ein Verhältnis von i o Teilen N.la-,nesiumoxvd : i 5o Teilen Wasser als zweckmäßig erwies,#ri. Zufriedenstellende Ergebnisse sind mit _Mengenverhältnissen erzielt worden, die-zwischen i Teil -I%lagnesiumoxyd: ioTeilenWasserund iTeilN.la,-Inesjuin-Oxv(1 :3oTeilen Wasser schwanken.
• bie Suspension des Magnesiumoxyds in Wasser wird zweckmäßig in einen abgeschlossenen Apparat eingebracht, um -\-,eiluste zu verhindern und die Wiederg ewinnung von Ainmoniak zu ermöglichen. Sodann w;rl Aiiiinoiiialz,-as in die Suspension eingeleitet. zwccl,niäß;,- i Teil Ainmoniakgas auf io Teile Festes. Nach dem Einleiten des Ammoniakcyases wird die -Misch= kräfti- -erührt un,1 Kohlendioxyd eingeleitet, bis die StispensiDn in ein Gel oder eine fest werdende Masse übergeführt ist, Zweckmäßig wird das Einstr;iinen des Kohlendioxvds so gesteuert, daß sich ein Druck einstellt, der etwa mehr als l/., Atinosphäre über Atinosphärendruck nicht überschreitet.
• Der Uber-an- von der milchigen Suspen-#,ion zu dein Gel tritt sehr schnell ein. Davor durchläuft das Svstem ein Zeitintervall, währenddessen eine geringe physikalische Änderung in der Konsistenz der Suspension siA vollzieht. Die Zeit des Rührens wird durch das leicht beobachtbare Eindicken #ler Mischun- bestimmt. In der Praxis hat sadis eine Rührzeit von ungefähr 2o Minuten als ausreich2nd lieraus-Istellt. Sobald das-Ein-licken b der Mischung beobachtet wirr], unterbricht man las Einleiten des Kohleiilio-x#"ls iiiil hört mit dem Rühren auf, worauf sich schnell eine fest werdende Masse bildet. Die Masse verfestigt sich ohne überstehende Flüssigkeit fast vollständig. Sie kann dann in irgendeiner L' l# ueeigneten Weise getrocknet werden, zweckt# ZD mäßig jedoch in einem abgeschlossenen Rauin unter herabgesetztem Druck, um eine Entfernung der Feuchtigkeit und eine Wiedergewinnung des Ammoniakgases zu ermöglichen. Man kann die- getrocknete Masse in Stücke von gewünschten Größen schneiden oder sie in Pulverform überführen.
• Es wird bemerkt, daß der Betrag an Am-' moniakgas, der in die Mischung eingeleitet wird, wesentlich geringer ist als derjenige, welcher zugesetzt werden würde, wenn die Reaktion zwischen Magnesiumoxyd und Ammoniumcarbonat (bezogen auf das feste Salz) vollständig durchgeführt werden würde. Um die Reaktion einzuleiten, beträgt die benutzte Ammoniakmenge zweckmäßig ungefähr 23'/o derjenigen Menge, die vorliegen würde, -wenn die Reaktion in der Weise durchgeführt werden würde, daß man das Ammoniak und das Kohlendioxyd verbunden miteinander als Ammoniumcarbenat zusetzt. Da jedes Teilchen Magnesiumoxyd in basisches Magnesiumcarbonat übergeführt wird, so wird eine entsprechende Ammoniakmenge in der Mischung frei, die in die Reaktion unter den beschriebenen Bedingungen wieder eintritt. Das Verfahren ist demnach ein solches; bei dem ein Mindestbetrag von Ammoniak verwendet wird, und zwar in einem-Kreislauf, im Verlaufe dessen Fällungs- und Lösungsvorgänge #sich vollziehen, so daß das kontinuierlich verm#endeteAm,moniak praktisch alskatalytischer oder Trägerstoff angesprochen werden kann. Ausführungsbeispiel io Teile Magnesiumoxyd, entweder von der leichten oder der schweren Abart, werden in I 5o Teilen Wasser in einer geschlossenen Anlage suspendiert, worauf man i Teil Am--i-doniakgas in die Mischung einleitet. Die Mischung wird dann kräftig gerührt. Man läßt Kohlensäuregas in die Suspension ströf-nen, ohne daß der Druck auf ungefähr '/r, über Atmosphärendruck ansteigt. Nach etwa -go Minuten beobachtet man, wie die Mischung dicker wird, worauf das Zuleiten des Kohlensäuregases und das Reren unterbrochen werden. Die Masse wird schnell fest und kann dann zur Wiedergewinnung von Ammoniak und zur Entfernung von Feuchtigkeit, wie dies oben beschrieben worden ist, behandelt werden. Das in dieser Weise erhaltene hy- dratisierte Magnesiumcarbonat hat eine scheinbare Dichte von o,io bis o,i2, während die Dichte des handelsüblichen o, 15 beträkt. Das Verfahren wird in beträchtlich kürzerer Zeit ausgeführt, als es bisher zur Herstellung von Magnesiumcarbonat Üblich war, sei es,-daß man die Reaktion zwischen Magnesiumoxyd .und Ammoniumcarbonat verlaufen ließ, oder ,daß man das oben beschriebene übliche Verfahren zur technischen H'Crstellung von Ma-,gnesiumcarbonat: verwendete. Das Verfahren nach der Erfindung hat nur einen Mindestbetrag von Ammoniak nötig.
• Dadurch, daß man etwas das Einleiten von Kohlendioxydgas in die Mischung stört, wird das erhaltene Erzeugnis - äußerst leicht und flockig und zeigt #d#erngemäß eine scheinbare Dichte von o,o6 bis 0,07. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man das Kohlendioxydgas zweckmäßig unterbrochen und nicht kontinuierlich einleitet, wie dies oben beschriefien worden ist. Z. B. leitet man Kohlendioxyd in ein Gemisch von Magnesitimoxvd, Wasser und Ammoniakgas, bis ungefähr ein Druck von % Atmosphäre über Atmosphärendruck in dem geschlossenen Behälter entstanden ist. Das Einleiten des Kohlendioxyds wird dann unterbrochen, bis Atmosphärendruck in der gerührten Mischung vorhanden ist. Das intermittierende Einleiten von Kohfendioxyd -wird dann wiederholt, bis das Eindicken der Masse die Vollendung der Reaktion, wie beim kontinuierlichen Einströmen des Kohlendioxyds, anzeigt. Die Zeit, die erforderlich ist, um das mit dem unterbrochenen - Einströmen des Kohlendioxyds arbeitende Verfahren durchzuführen, ist ungefähr doppelt so groß, - wie die bei kontinuierlicher Zuführung des Kohlendioxvds. Die Zeit beträgt, wie festgestellt wurde, etwa 4o Minuten. Die darauf folgende Behandlung der Masse kann bei intermittierendem Einleiten des Kohlendioxyds die gleiche sein, wie die bei dem Verfahren, das mit kontinuierlichem Einleiten von Kohlendioxyd arbeitet.
• An Stelle von Magnesiulnoxyd kann man auch Magnesiumhydroxyd verwenden, und zwar jedes Material, das einen geeigneten Ursprung hat. Die Erfindung ist nicht auf das angeführte Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Einzelheiten des Verfahrens. können innerhalb weiter Grehzen geändert werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Magnesinmearbonat durch Behandlung einer wässerig,en Aufschlämmung von Magnesiumoxyd mit Kohlensäure in Gegenwart von Ämmoniak als Umsetzungsvermittler, da-durch gekennzeichnet, daß die Reaktion in Gegenwart verhältnismäßig geringer Mengen IN H, die etwa i o Gewichtsprozent vom Magnesittmoxyd betragen, und so geringer Wassermengen durchgeführt wird, daß ein dicker"schließlich fester Brei entsteht, der durch Erhitzen getrocknet und von Amm:)niak befreit wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man Kohlendioxyd unterbrochen einleitet, bis die Masse beginnt einzudicken. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Ammoniakgas in eine in einer geschlossenen Anlage befind1iche Aufschlämmun- von Magnesiumoxyd und darauf Kohlendioxyd einleitet, wobei man den Druck in der Anlage auf etwa % Atmosphäre über Atmosphärendruck beschränkt.
3. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch , gek zennzeichnet, daß man das Kohlendioxyd einleitet, bis der Druck in der Anlage ungefähr 115 Atmosphäre über Atniosphärendruck beträgt, dann das Einleiten unterbricht, bis in der Mischuilg wieder Atmosphärendruck erreicht ist, undsodann (las unterbrochene Einleiten von Kohlendioxyd wiederholt, bis die Mischung anfängt dick zu werden.