DE715906C

DE715906C - Verfahren zur Herstellung von Kaliumsulfat aus Syngenit

Info

Publication number: DE715906C
Application number: DEO22638D
Authority: DE
Inventors: Jacques Ourisson
Original assignee: JACQUES OURISSON
Current assignee: JACQUES OURISSON
Priority date: 1936-10-29
Filing date: 1936-10-29
Publication date: 1942-01-09

Description

Verfahren zur Herstellung von Kaliumsulfat aus Syngeni,t Natürlicher oder # künstlicher Syn,-genit bildet in neuerer Zeit ein wertvolles Ausgangsmaterial für die Gewinnung von. Kaliumsulfat. Zu diesem Zwecke wird der Syngenit (K2S04-C9S04-112-0) mit Wasser oder 'Salzlösungen, bei erhöhter Temperatur behandelt und das Kaliumsulfat aus der- entstehen-,denLösung-abgeschieden. F#r4eWirtschaftlichkeit des Verfahrens ist eis wesentlich, daß die Zerlegung-des Syngenits eine vollGtändige ist, daß also der Bodenkörper kein Kaliumsulfat mehr -enthält und daß man dabei möglichst konzentrierte Kallumsulfatlösungen erzielt, die sich leicht aufarbeiten lassen.
Man kann nun zwar in ziemliche einfacher Weisse. eine, annähernd vollständige Zerlegung des Syngenits herbeiführen, wenn man ihn entweder bei verhältnismäßig niederer Temper:#tur, z.B. zwischen 2o und 35', odetandrerseits- in Druckgefäßen bei über ioo' nült einer ziemlich großen Wassermenge, behandelt. Man erhält,dann im ersten Falle einen Bodenkörper aus Calciumsulfatdihyd-rat, im anderen Fall einen solch-en. aus Alphaanhydrit (unlöslicher Anhyidrit)z, aber nur eine wenig konzentrierte Kaliumsulfatlösung. Versucht man dagegen zu stärkeren Lösungen -zu gelangen, indem man den Sy-ngenit mit geringeren Wassermengen behandelt,1 so wird noch'bei Temperaturen von I-5o bis 2ool,-keine voll- ständige Spaltung erzielt;. neben einer ver-#. häftmismäßIg konzentrieiten Kaliumsulfatlösung entsteht dann ein. Bodenkörper, der immer noch Kaliumsulfat enthält und günstig-Ste-nfalls au#S K2 S 04 - 5 Ca S 04 - H2 0 (Penta-Salz) bestieht. Dieser Bodenkörper muß erst in einer zweiten Arbeitsstufe weiterzerleigt wer-den, wobei Alphaanhydrit und eine verdürinte Kaliumsulfatlösung, entstehen. Bei noch höheren Temperaturen, beispielsweise bei :24o bis #?,5o?, kann man zwar auch mit verhältnismäßig geringen Wassermengen zu kaliumfreien Bodenkörpern gelangen, ohne da3 es aber möglich wäre, jene Konzentration der Kaliumsulfatlösungen zu erreichen, die beider Spaltung des Syn-genits auf- Pentasalz zwischen i: 5o und -2ooo erzielt -werden.
Es wurde gefunden, daß man den Gesamtkaliuminhalt des Syngen"its in einer einzigen . Arbeitsstufe. und unter Erztielung konzentrilerter Kaliumsulfatlösungen ausnützen kann, wenn man die Spaltung des Syn-genits unter den Bedingungen, die sonst zur Bildung von Pentmalz führen, jedoch in Anwesenheit von bereits vorgebildetem. Alphaanhydrit ausführt. Zu diesem Zwecke. wird ein 'Gemisch von Syngenit und Alphaanhydrit init einer zur Bildung verhältnismäßig konzentrierter I,-,aliumsulfa,tlös-ungen ausreichenden - Menge von Was-ser oder einer Salzlösung in Druckgefäßen auf die Zersetzungstemperatur, beispielsweise zuf 5o bis 2oo', erhitzt, bis das gesamte Kaliumsulfat in Lösung gegangen ist und der Büdenkörper aus annähernd_ kaliumfreieni Alphaanhydrit -besteht. Die dabei entstehenden Kaliumstilfatlösungen sind praktisch fast ebenso konzentriert wie die bei der bekannten Pentasalzspaltung erhaltenen Lösungen, enthalten aber, zum Unter-,schied -von diesen das gesamte im Syngenit vorhandene Kalitimstilfat.
Die Menge des bei der Zerlegung zuzusetzenden Alphaanhydrits hängt -in ziemlich weiten Grenzen von der Beschaffenheit dieses Materials ab. Während es beispielsweise meist schon genügt, 5 bis 10'/, eines sehr feinkörnigen Alphaanhyd#its zuzugeben, ist -,es nötig, gröberes Material in größeren Mengen anzuwenden, um eine vollständige Spaltung zu erzielen.
Der Alphaanhydrit kann in Form von totgebranntem Gips oder in Forrn von gefälltem Alphaanhydrit angewendet werden. Man kann indesen. auch- das Zersetzungsprodukt einer vörliergehenden Syngenitspaltung oder den .bei der Zersezung von Pentasalz u. dgl. entstehenden Alphaanhydrit benutzen. - Ausführungsbeispiele #i ooo kg- eines durch Behandlung von Ka-Üunichloridlösung mit Calciumsulfat her-.gestellten künstlichen Syngenits mit -über-.schü.ss#gem--liydr,atisi-ertem- Caldunisulfat und -anhaftendern Wasser von der Zusammen--setzun,g:.
32,01/" K#SO"4, 33120[1) CaS04 34,8% 1-120 sewk 106 14#g totgebiannter Gips werden mit _r450'k,ä, Wasser in einem Druckgefäß i Stunde .lang' -äuf 170' erhitzt. Der Inhalt- des -Druckgefäßes wird hierauf in eine Druck---initscht gedrückt und dort imter Belbehaftung der #rem-pe'ratur von 170' filtriert. Das Filtrat, das 178g Kal-iumsulfat pro i:ooog Wasser enthält, gelangt in einen geschlossenen Verdampfer und wird hier zunächst .durch Abblasen des Druckes und weiterhin durch äußere Wärmezufuhr, gegebenenfalls unter Anwendung von Vakuum, eingedampft. Der Filterrücketand wird mit heißem Wasser gewaschen und besteht aus praktisch kaliumstilfatfreiem-.Alphaal-lhydrit. 500 kg eines künstlichen Syngenits, der durch Behandlung von geglühtem natürlichem llolyhalit mit einer kaliumstilfathaltigen Lösung gewonnen wurde und folgende Zusammensetzung aufweist: 34,99o K2S04 o,80/, mgS0, 28"10/, Cas04. -26,21/, H20'-sowie 5okg Alphaanhydrit von der vorhergehenden Syn,-genitzersetzung werden in ein Druckgefäß eingetragen, in dem sich 175okg einer Kaliumsulfatlösung mit go g K, SO,-pro iooo g Wasser befinden, die vorher auf go' erhitzt wurden. Die Temperatur wird auf 11700 gt#5t,-igert und der Inhalt .des Druckgefäßes nach etwa i Stunde in eine Drucknutsche gedrückt, urid # dort unter Beibehaltung der Temperatur von 170' filtriert. Die Lauge, die durch eine Kühlschlange aus der Drucknutsche abfließt, enthält I84g Kaliumsulfat pro iooogWa'sser,- durch Abkühlen auf etwa + 6' kann aus ihr mehr als die Hälfte des Kaliumsulfais abgeschieden werden, und es verbleibt nach der Kristallisation eine Mutterlauge, mit go g Kaliums-ulfat pro i ooo g Wasser, die zur Zerlegung- neuer -Syngenitmengen'benutzt wli rd. Der Filterräckstand ist praktisch kalifrei.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, Alkalisulfatdoppelsalze Ues Calci:pmsulfat#s, --wie Syngenit, mit Wasser oder wässerigen Lö.5,ungen in Druckgefäßen bei jener. Temperatur zu spalten, bei welcher die-Alkalistilfäte li#n Lösung gehen, wälirend Calciumsulfat ungelöst zurückbleibt. Wie bere-its ausgeführt wurde, 1 können dabei nur unter AnNvendung einer 2oo0 übersteigenden Temperatur einigermaßen konzentrierte - Kal#iumsullat16sungen neben einem annähernd alkalifreien Calciumsulfatrückstand erzielt werden. Arbeitet man bei ider Spaltung mit größeren Wassermengen, so tritt zwar die. vollständige Zersetzung,der .Doppelsalze, schon bei T- emperaturen über 100' ein, führt jedoch. zu wenig konzentriert#n Kahunistilfatlösungen. Aus der Gleichgewichtskurve ergibt sidh'z. -.B., daß die'theoretische H.öchstkonzentratiorL..cle-r-.-'Spaltlögu-Dzr bei 175' weniger als. i:2g K,SO4 in ioog Wasser, bei :25o1 dagegen immerhin schon 209K1S04 in ioog Wasser beträgt. Die theoretischen Werte können indessen beim technischen Arbeiten niemals erzielt wer-den; so wird bei dar Spaltung von. Pentasalz, nach Clark und P.artrii#dge (Ind. and Eng. Chein. 26, 1934, S.897) eine 8o"[,ige Annäherung an dias Gleichgewicht praktisch überhaupt erst bei einer Temperatur von 2000 erreicht, und man erhält dann nach istünd-iger Behandlung eine I,,aliumsiilfatkonzentration von 10,7 9 in ioo g Wasser. Bei 2So' kann -somit praktisch höchstens mit einer Kaliumsulfatkonzentration von etwa i 6-g ixi ioo g Masser gerechnet werden.
Bei der erfind-ungsgemäßen Druckspaltung des Syngenits in Gegenwart von vorgebildetem Alphaanhydrit ist der Verlauf der Zersetzungsreaktion ein grundsätzlich anderer als bei der vorstehenden bekannten Arbeitsweise. Während nämlich bei letzterer beim stabilen Gleichgewicht Syngenit-Pentasalz. bzw. Pentasalz-Alphaan,hycl-rit gearbeitet wird, werden durch die Anwesenheit von Impfanhydrit die Bedingungen für den Verlauf -der Reaktion in der meta#stabilen Richtung Syngenft-Alphaanhydrit geschaffeii. Dies bedeutet eine wesentliche Erleichterung. der Spaltung, in-,dem e'smöglich wird, schon bei Temperaturen von bei..#sIDdelsweise i5o oder 175' einen kalifreien Rückstand und eine konzentrierte Koliumsulfatlösung zu erhalten.' Während man beispielsweise beim stabilen Gleichgewicht bei 175' theoretisch erst eine Kaliumsulfatkon7 zentration von kaum 1.2- g in ioo g- Wasser erreicht, beträgt die theoretische Kaliumstilfatkonzentration -beim metastahilen Gleichgewicht für dieselbe Temperatur 23 g in ioo g Wasser. Unter Anwendung von Impfanhydrit kann prak-tisch eine mehr als 8o0fige Annäh#rung an diesen Wert erzielt werden, so daß man je nach den übrigen Spaltbeclingungen tatsächlich Spaltlaugen mit 17 bis ig g Katriumsulfat in ioo g Wasser ohne weiteres erzielt. Man gewinnt also erfindungsgemäß trotz niedrigerer Zersetzungstemperatur konzentriertere Katiumsulfatlösungen, als dies beim stabilen Gleichgewichte Überhaup# möglich ist.
In technischer Hinsicht wird überdies der wichtige Vorteil erzielt, bei niedrigeren Drucken arbeiten zu können, wadurch appa,-ra.tive ScInvierigkeiten vermieden und eine wesentliche Verbilligung der Einrichtungskosten herbeigeführt wird.

Claims

PATrNTANSPRUCH Verfahren zur Gewinnung von Kaliumsulfat durch Druckzersetzung von Syn-,genit mit Wasser oder Salzlösungen, U-,durch gekennzeichnet, daß man Syngeil-it in Anwesenheit von Alphaanhydrit mit einer zur Bildung verhältnismäßig konzentrierter Kaliumsulfatlösungen ausreichenden Wassermengei , n Druckgefäßen auf eine zwischen ioo und :2oo' liegende, 150' zweckmäßig übersteigendt. Temperatur erhitzt und die entstehende Kaliiiiiisulfatlösüng in bekannter Weise aufarbeitet.