DE82443C

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Nach dem in der englischen Patentschrift Nr. 165 12 vom Jahre 1891 beschriebenen Verfahren zur Herstellung von Salpetersäure, ebenso wie bei der Darstellung anderer Säuren bildet sich ein Rückstand von saurem schwefelsaurem bezw. von schwefelsaurem Natron mit einem Ueberschufs an Schwefelsäure.

Vorliegende Erfindung betrifft die Verwerthung bezw. Ausnutzung solcher Rückstände", für welche schon die Neutralisation mit Ammoniak (vergl. englische Patentschrift Nr. 5703 vom Jahre 1889) vorgeschlagen ist. Dieses Verfahren hatte keinen Erfolg, weil das dabei entstehende Doppelsulfatgemisch nur beschränkte Anwendung finden konnte. Eine wirkliche Verwerthung schien aber die rationelle Trennung des Ammoniumsulfates aus dem Gemisch nothwendig zu haben.

Es wird allerdings in der englischen Patentschrift Nr. 137 vom Jahre 1854 von einer Sättigung des Alkalibisulfates mit Ammoniak gesprochen und nachher eine Trennung des neuen Sulfates durch Krystallisation vorgeschlagen, aber ein Weg hierfür nicht angegeben. Da ein solcher Weg nicht bekannt war, ist denn wohl auch in der oben erwähnten Patentschrift Nr. 5703 vom Jahre 1889 von einer Trennung Abstand genommen und lediglich die gemeinsame Auskrystallisation vorgeschlagen. Nach vorliegender Erfindung soll jedoch auf einem für die Grofsindustrie brauchbaren Weg eine Trennung des Ammoniumsulfates von dem. anderen Sulfat vorgenommen und dadurch eine industrielle Verwerthung der sauren Alkalisulfate ermöglicht werden, wie: nachstehend beschrieben wird.

Eine wässerige Lösung des oben genannten Rückstandes oder sauren Natriumsulfates wird mit ammoniakhaltigen Verbindungen oder Stoffen, z. B. aus Gaswasser oder anderen Ursprungs, behandelt und schwefelsaures Natron-Ammoniak erzeugt, welches durch fractiortirte Krystallisation in schwefelsaures Natron und schwefelsaures Ammoniak zerlegt wird. Ammoniakhaltige Dämpfe können direct in die Lösung des sauren schwefelsauren Natrons geleitet werden, aus welcher sich, wenn sie sehr stark ist, Krystalle abscheiden, und zwar ein Theil aus der heifsen Flüssigkeit und der andere Theil aus derselben in kaltem Zustande.

Das Verfahren kann man in folgender Weise ausführen.

Das saure Sulfat, beispielsweise normales Natriumbisulfat, wird mit den oben genannten Stoffen behandelt und unter Zugabe genügender Wassermenge das Ganze in Lösung erhalten. Das in Lösung befindliche Salz enthält ein Aequivalent schwefelsaures Natron auf ein Aequivalent schwefelsaures Ammoniak (= etwa 48 pCt. Ammoniumsulfat). Dies bildet das Zusammensetzungsverhältnifs des als Ammonium - Natriumsulfat bekannten Doppelsalzes, welches, obgleich unter gewissen Umständen unbeständig, sich unter anderen Bedingungen

Claims

ständig bildet, und es liegt hauptsächlich an diesen Umständen, dafs die Trennung dieser beiden Sulfate in der Praxis bisher für unmöglich gehalten wurde.

Die Lösung der gemischten Sulfate bezw. des Doppelsalzes kann, wenn sie neutral sein soll, mit etwas von Schwefelverbindungen freiem Ammoniak vervollständigt und die unlöslichen Stoffe, wie Eisen etc., durch Filtration oder in sonst geeigneter Weise entfernt werden.

Das Verfahren wird nach einem der folgenden Beispiele A. und B. ausgeführt. Nach A. wird die Hälfte oder etwas mehr als die Hälfte des Natriumsulfates von dem Doppelsulfat in wasserfreiem Zustande und nach B. beträchtlich mehr als die Hälfte als Glaubersalz in der Kälte abgeschieden.

Beispiel A.:

Die Lösung des 48 pCt. Ammoniumsulfat enthaltenden Salzes, welche in diesem Falle zweckmäfsig sehr stark ist, wird eingedampft, bis eine Probe bei etwas unter dem Siedepunkt liegender Temperatur das specifische Gewicht von etwa 1,380 zeigt. Das sich absetzende Natriumsulfat kann von Zeit zu Zeit herausgeschöpft und von der Mutterlauge befreit werden. Diese Mutterlauge wird dann ungefähr 65 pCt. Ammoniumsulfat und 35 pCt. Natriumsulfat enthalten, oder zwei Theile des ersteren auf einen Theil des letzteren.

Wenn die Flüssigkeit vom specifischen Gewicht ι ,380 weiter verdampft wird, so reifst das Natriumsulfat grofse Mengen Ammoniumsulfat je nach dem Steigen des specifischen Gewichts mit sich, so dafs eine weitere Trennung praktisch nicht ausführbar ist.

Das herausgeschöpfte Natriumsulfat kann in Wasser gelöst und auskrystallisirt werden.

Beispiel B.:

Die Lösung des 48 pCt. Ammoniumsulfat enthaltenden Salzes wird bei 32⁰C. bis zum specifischen Gewicht 1,275 bis 1,300 bezw. bei anderer, durch chemische Reaction erzeugter Temperatur bis zu entsprechendem specifischen Gewicht verdünnt, wobei Vorkehrung für das Entweichen des Dampfes bei höherer Temperatur getroffen ist. Beim Kühlen krystallisirt das wasserhaltige Natriumsulfat (Glaubersalz) aus, welches, von der Mutterlauge befreit, mit Wasser überschichtet wird, worauf man die Krystallmasse sich gut durchtränken läfst, um alsdann die Flüssigkeit abzulassen. Die Waschwasser können zum Durchtränken von neuen Mengen Natriumsulfat so lange benutzt werden, bis sie genügend angereichert sind.

Die gewaschenen Krystalle können so mit weniger als '/₁₀ pCt. Ammoniumsulfatgehalt erhalten werden.

Die Salze der Mutterlauge mögen, wenn gut gekühlt, etwa 77 pCt. Ammoniumsulfat enthalten; je niedriger die Temperatur ist, um so reicher werden die Salze an Ammoniumsulfat sein. Wenn die Lösung der Doppelsulfate, ehe man sie behufs Krystallisation der Ruhe überläfst, zu stark ist, werden zunächst die Doppelsulfate krystallisiren, bis die Lösung genügend verdünnt wird, damit das Natriumsulfat sein Krystallisationswasser vorfindet und krystallisiren kann.

Jede Flüssigkeit mit gelöstem Salz von 65 pCt. und mehr Ammoniumsulfatgehalt wird eingedampft, und sowohl die herausgeschöpften gemischten Sulfate als auch alle ammoniumsulfatreichen, etwa aus dem vorbeschriebenen Verfahren resultirenden Krystalle werden in beliebiger Weise (so durch Durchseihen, Umrühren oder Verreiben) in innige Berührung mit kalter Mutterlauge oder mit den Natriumsulfatwaschwassern oder Wasser gebracht, bis das specifische Gewicht der Flüssigkeit aufhört zu steigen, selbst wenn noch feste Salze hinzugefügt werden. Dieses specifische Gewicht wird entsprechend der Lufttemperatur und dem Reinheitsgrade der Materialien veränderlich sein, im allgemeinen jedoch ungefähr 1,285 betragen.

Die gemischten Sulfate geben weiterhin Ammoniumsulfat an schwache Lösungen oder Wasser ab und der hauptsächlich aus Natriumsulfat bestehende Rückstand kann in schwachen Lösungen oder Wasser gelöst und behufs Trennung, wie vorbeschrieben, behandelt werden.

Die Salze, welche in der Flüssigkeit von 1,285 specifischem Gewicht gelöst sind, enthalten etwa 88 pCt. Ammoniumsulfat und 12 pCt. Natriumsulfat oder 8 Theile des ersteren auf ι Theil des letzteren Sulfates. Das Ammoniumsulfat fällt beim Abdampfen der Flüssigkeit zu Boden und kann daraus entfernt werden.

Wenn diese Flüssigkeit reich an Natriumsulfat wird, was beim specifischen Gewicht 1,380 der Fall ist, so wird dieselbe so gut als möglich vor dem Beschicken mit frischen Mengen 88 proc. Lösung abgelassen.

Die abgelassene Flüssigkeit kann wieder in den Procefs eingeführt oder besonders behandelt werden. W^Tird sie der Kälte überlassen, so krystallisiren die gemischten Sulfate aus, während eine an Ammoniumsulfat sehr reiche Flüssigkeit zurückbleibt.

Die vorbeschriebenen Trennungsverfahren sind anwendbar für jedes irgendwelchen Ueberschufs an Schwefelsäure enthaltende Natriumsulfat.

Pate ν τ-An Sprüche:

r. Verfahren zur Gewinnung von Ammoniumsulfat und Natriumsulfat aus saurem Natriumsulfat und Ammoniak, darin bestehend, dafs man das durch Versetzen des sauren Natrium-

sulfate mit Ammoniak erhaltene Gemenge von Natriumsulfat und Ammoniumsulfat behufs Abscheidung des Natriumsulfats:

a) entweder bei erhöhter Temperatur eindampft und sich ausscheidendes Natriumsulfat aus der Lösung entfernt, zweckmäfsig bis eine Probe der letzteren bei einer wenig unter dem Siedepunkt liegenden Temperatur etwa 1,380 specifisches Gewicht zeigt;

b) oder mit zweckmäfsig einem specifischen Gewicht von etwa 1,275 bis 1,300 bei ungefähr 32⁰C. abkühlt, wobei Ammoniumsulfat in Lösung bleibt, nachdem das Natriumsulfat auskrystallisirt ist.
2. Das Verfahren nach Anspruch 1. in der Weise ausgeführt, dafs man ämmoniumsulfatreiche Laugen eindampft und die erhaltenen festen Stoffe mit kalten Mutterlaugen oder Natriumsulfatwaschwasser oder Wasser behandelt, bis das specifische Gewicht der Lösung aufhört zu steigen, worauf die so erhaltene Lösung bei erhöhter Temperatur, bis eine Probe der Lösung etwa 1.380 specifisches Gewicht zeigt, eingedampft und sich abscheidendes Ammoniumsulfat entfernt wird.