DE80929C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT. \|

Das Verfahren der Herstellung von Alkalisulfiden bezw. von Soda und Pottasche durch Glühen von Alkalisulfat mit Kohle ist schon sehr alt. Nach vielen vergeblichen, im Laufe dieses Jahrhunderts wiederholt angestellten Versuchen ist es in den siebziger Jahren aufs Gründlichste von dem bekannten englischen Techniker Walter Weldon durchgearbeitet worden. Das Charakteristische des Weldonschen Verfahrens beruht hauptsächlich auf der Verwendung eines Doppelofens. Das Sulfat wird in dem einen Ofen zum Schmelzen gebracht, und die Verbrennungsproducte dieses Ofens werden zu gleicher Zeit in dem zweiten Ofen benutzt, in welchem die Darstellung des Sulfids geschieht. Der erste Ofen wird so hoch aufgestellt, dafs das geschmolzene Sulfat direct in den zweiten Ofen einlaufen kann.

Wie alle früheren ist auch das Weld ο η'sehe Verfahren als unausführbar schliefslich aufgegeben worden.

Neuerdings, hat Gossage die Sulfid-Darstellung in der Weise auszuführen versucht, dafs er durch einen mit glühendem Koks gefüllten Schachtofen Alkalisulfat und Kohle fliefsen läfst. Aber auch dieser Ofen scheint sich nicht bewährt zu haben, denn kurze Zeit _; darauf schlägt Gossage vor, die zerstörende Wirkung des Sulfids auf das Mauerwerk durch Zusatz von Chlornatrium aufzuheben, — ein Vorschlag, der das Verfahren selbst nicht gerade vereinfacht.

Alle diese Verfahren mufsten scheitern an der bekannten Erfahrung, dafs schmelzendes Alkalisulfid jedwedes Ofenmaterial, sei es Mauerwerk oder Eisen, in kürzester Zeit vollständig zerstört, sowie an der Thatsache, dafs Alkalisulfid aufserordentlich leicht oxydirbar ist und besonders bei höherer Temperatur die Neigung hat, Polysulfide zu bilden, die in Verbindung mit unterschwefligsauren Salzen, die bei ungenügendem Luftabschlufs sehr rasch entstehen, die Schmelzbarkeit des Sulfids ungemein befördern.

Aus diesen Gründen, d. h. weil fast alle früheren Experimentatoren das Rohmaterial überhitzt und wahrscheinlich auch nicht hinreichend vor dem Zutritt der Luft geschützt haben, ist, wie gesagt, eine rationelle und wirthschaftlich erspriefsliche Darstellung von Alkalisulfid bezw. von Soda und Pottasche bis jetzt unmöglich gewesen.

Die vorliegende Erfindung beruht nun auf der Erkenntnifs, dafs Alkalisulfat durch Kohle schon bei verhältnifsmäfsig niedriger Temperatur vollständig zu Sulfid reducirt wird, und dafs die Masse gar nicht zum Schmelzen gebracht zu werden braucht, überhaupt nicht geschmolzen werden darf. Gossage (s. Lunge, Handbuch der Soda-Industrie, II., 307) hat zwar diese Vorsichtsmafsregel auch schon empfohlen, er hat aber jedenfalls ihren vollen Werth nicht erkannt und ihre Wirkung auch dadurch wieder aufgehoben, dafs er die zu reducirende Masse

fortwährend umrührt, eine Manipulation, bei der sehr leicht Luft zutreten und damit Oxydation des Reductionsgutes erfolgen kann.

Nach Vorliegendem dagegen kommt man im luftdicht verschlossenen Ofen und bei niedriger Temperatur mit Leichtigkeit zum Ziele, d. h. zu einem reinen Alkalisulfide, wenn die gleichmäfsig ausgebreitete Masse bis zur beendeten Reduction ruhig liegen bleibt, wobei jedoch ganz besonders zu beachten ist, dafs die Schichthöhe des Rohmaterials eine gewisse Gröfse nicht überschreitet. Bei zu hoher Schicht ist die Reduction auch bei längerer Dauer der Erhitzung stets eine unvollkommene, da das Wärmeleitungsvermögen des Rohmaterials ein sehr geringes ist.

Es hat sich ergeben, dafs die Operationen am vortheilhaftesten, d. h. mit vollständiger Reduction des Sulfats und in relativ kürzester Zeit verlaufen, wenn die Schicht nicht höher als io cm genommen wird.

Bei Ausführung des Verfahrens kommt es ferner wesentlich darauf an, einen absoluten Luftäbschlufs .zu bewirken, der leicht herzustellen ist bei Anwendung von Retortenöfen, deren Retorten entweder liegend oder stehend angeordnet werden; brauchbar sind auch Muffelöfen, wenn sie einen absolut dichten Verschlufs· gestatten. Diese Oefen, Muffeln sowohl wie Retorten, haben auch noch den Vorzug, dafs die bei der Reaction auftretenden Gase mit Leichtigkeit vollständig gewonnen und nutzbar gemacht werden können. Da der Betrieb dieser Oefen ein intermittirender ist, demnach ein Oeffhen beim Entleeren und Beschicken nicht gut umgangen werden kann, ist nun ganz besonders dafür zu sorgen, dafs das Sulfid mit dem Ofenmaterial nicht in directe Berührung kommt, und zwar aus dem Grunde, weil die Entleerung nie so vollkommen sein kann, dafs nicht doch, wenn auch nur geringe Mengen Sulfid zurückbleiben werden, die aber durch den Zutritt der Luft sofort schmelzen und so ihre bekannte zerstörende Wirkung ausüben.

Auf folgende Weise gelingt es, das Ofenmaterial frei zu halten vom Sulfid und dahin zu gelangen, dafs der Apparat nur einen normalen Verschleifs erleidet. Diese gleich zu beschreibende Einrichtung ist ein besonderer Vorzug des Verfahrens und der wesentlichste Bestandtheil vorliegender Erfindung.

Bei liegenden Retorten und Muffeln wird das fein gemahlene und gut gemischte Rohmaterial in leichte eiserne Schiffchen gefüllt, die in den Ofen geschoben und einige Stunden erhitzt werden. Nachdem die Reaction beendet ist, was an dem Zurückgehen der Temperatur der entweichenden Gase erkannt werden kann, wird geöffnet, das Schiffchen so schnell als möglich herausgezogen und das Sulfid entweder in luftdicht verschliefsbare Behälter oder, was noch besser ist, sogleich in Wasser gebracht, in dem es sich fast augenblicklich löst.

Diese Anwendung von Schiffchen ist das unterscheidende Merkmal des neuen Ofens gegenüber den bisher verwendeten Ofenconstructionen, wie Flamm-, Muffel-, Schacht- und rotirenden Oefen, die sich alle deshalb als unbrauchbar erwiesen haben, weil das Reductionsgut in directe Berührung mit dem Ofenmaterial gekommen ist. Aber auch das Schiffchen würde den Werth nicht haben, wenn der betreffende Ofen nicht gleichzeitig auf einer ganz bestimmten, den Schmelzpunkt des Alkalisulfids nicht übersteigenden Temperatur gehalten wird, wie oben bereits des Näheren auseinandergesetzt.

Demnach besteht das Wesen und die Neuheit der vorliegenden Erfindung in der Benutzung von Schiffchen, Hülsen oder ähnlichen Behältern, die, mit Rohmaterial gefüllt, in Retortenoder Muffelöfen, deren Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Alkalisulfids liegen mufs, eingeführt werden.

In gröfserem, fabrikatorischem Mafsstabe ausgeführte Versuche haben ergeben, dafs das Sulfid, auf die oben näher beschriebene Weise dargestellt, immer eine lockere Beschaffenheit behält, deshalb ohne Rückstand vom Schiffchen abfällt und dafs dieses nur in geringem Mafse angegriffen wird. Auch verläuft bei richtigem Ofengange die Reaction so vollkommen, dafs die Umsetzung stets eine fast quantitative und das Sulfid frei ist von Polysulfiden und Hyposulfiten.

Zu erwähnen ist noch, dafs bei dem vorliegenden Verfahren als Rohmaterial nicht nur Kalium- und Natriumsulfat, sondern auch die Doppelsalze, Kali-Magnesia-" und Natron-, Magnesiasulfat, sowie ein Gemisch dieser (aus Stafsfurter Kali-Rohsalzen durch Sulfatisirung gewonnen) verwendet werden können.

Bei stehenden Retorten und ähnlichen Oefen ist selbstverständlich die Anwendung von Schiffchen ausgeschlossen. In diesem Falle werden Hülsen von dünnem Blech, mit dem Rohmaterial gefüllt, in den Apparat eingesetzt und dann wird im Uebrigen genau so verfahren, wie oben beschrieben.

Schliefslich sei noch bemerkt, dafs die Alkalisulfidlauge in bekannter Weise mit Kohlensäure behandelt wird, um Soda bezw. Pottasche herzustellen.

Es unterliegt wohl keinem Zweifel, dafs das im Vorstehenden geschilderte Verfahren zur Herstellung von Alkalisulfiden gegenüber allen bisher bekannt gewordenen Methoden einen technischen und wirthschaftlichen Fortschritt bedeutet.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verfahren zur Darstellung von Alkalisulfiden durch Erhitzen eines Gemisches von Kohle mit den Sulfaten des Natriums und Kaliums oder den Doppelsalzen: Natron-Magnesia- und Kali-Magnesiasulfat oder einem Gemisch dieser (Stafsfurter Salze), dadurch gekennzeichnet, dafs man das Rohmaterial innerhalb in luftdicht verschlossene Oefen eingeführter Schiffchen, Hülsen und ähnlicher Vorrichtungen in bekannter Weise auf eine den Schmelzpunkt des Sulfids nicht übersteigende Temperatur erhitzt.