DE82651C

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Publication number: DE82651C
Application number: DENDAT82651D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Darstellung von Aetzalkalien und Chlor bezw. Salzsäure aus Chloralkalien und betrifft ein Verfahren, vermittelst dessen die den beiden für den vorliegenden Zweck hauptsächlich in Anwendung kommenden Processen, dem Ammoniaksoda- und dem Leblancprocefs, anhaftenden Uebelstände, der Verlust des Chlors bezw. der schwefligen Säure, beseitigt werden.

Das neue Verfahren besteht in einer rationellen Vereinigung an sich bekannter Verfahren , wodurch unliebsame Nebenproducte möglichst vermieden werden, indem dieselben immer wieder in den Procefs eingeführt werden , so dafs im wesentlichen nur die Hauptproducte Chlor bezw. Salzsäure und Aetzalkalien gewonnen werden. Gekennzeichnet wird das neue Verfahren nun dadurch, . dafs die aus Calciumsulfat in bekannter Weise durch Reduction und Verbrennung des Schwefelwasserstoffes gewonnene schweflige Säure einerseits zur Darstellung von Sulfat aus Alkalichlörid nach Hargreaves und andererseits zur Darstellung von Monocalciumphosphat aus Tricalciumphosphat dient; aus dem so gewonnenen Sulfat und Monocalciumphosphat wird dann durch deren gegenseitige Einwirkung ein Theil des als Ausgangsmaterial dienenden Calciumsulfates und Alkaliphosphat dargestellt, welch letzteres durch Kaustisiren, unter Wiedergewinnung des Tricalciumphosphats, in Aetzalkali übergeführt wird.

Geht man von Chlornatrium aus, so verläuft der Kreisprocefs bei seiner praktischen Durchführung in folgender Weise:

A. An einer beliebigen Stelle der Fabrik erzeugt man die für die späteren Operationen (B. und C.) erforderliche schweflige Säure. In einer vertical, geneigt oder auch annähernd horizontal gestellten Retorte oder einem von aufsen geheizten Cylinder, dessen beide Enden hermetisch geschlossen werden können, führt man, während die eine Oeffnung geschlossen ist, durch die andere Oeffnung eine geeignete Mischung von natürlichem Kalksulfat, Gyps oder Gypsabfällen bezw. aus einer früheren Operation herrührenden Kalksulfat (auch Kalksulfit) mit gepulverter Kohle ein. Hierauf schliefst man auch die Einführungsöffnung. Da der Apparat an seinem hinteren Theile mit einer mit einem Gasometer communicirenden Röhre in Verbindung steht, so tritt das durch die Reduction des Kalksulfats gemäfs der Gleichung:

Ca S O₄ + 2 C= CaS +2 CO₂

erzeugte Kohlensäuregas in den Gasometer ein. Unter Anwendung irgend eines Saugapparates läfst man ferner eine hinreichende Menge der durch Verbrennung erzeugten Kohlensäure aus dem Feuerraum in den Gasometer eintreten. Läfst die Entwickelung von Kohlensäure nach, so bedeutet dies das Ende der Reaction. Man schliefst alsdann den Hahn des Verbindungsrohres ab, öffnet die Entleerungsöffnung und läfst das Schwefelcalcium in einen gemauerten Kohlenraum fallen, worauf man die Charge erneuert.

Das erkaltete Schwefelcalcium wird mit einem Aequivalent Wasser durchknetet und auf Etagen eines Apparates ausgebreitet, welcher

jenem entspricht, welchen man zur Absorption des Chlors durch Kalk in der Chlorkalk-Fabrikation verwendet. Dieser Apparat ist in geschlossenem Zustande vollständig wasserdicht und mit zwei Verbindungsrohren versehen, von denen das eine unter der untersten Etage nahe dem Boden, das andere dagegen über der obersten Etage nahe der Decke angeordnet ist. Durch das untere Verbindungsrohr läfst man aus dem Gasometer ein Aequivalent Kohlensäure eintreten. Der gemäfs folgender Gleichung:

CaS + CO₂ + H₂O = CaCO^ + H₂S

gebildete Schwefelwasserstoff wird nach Mafsgabe seiner Entwickelung in eine geschlossene Verbrennungskammer geleitet, wo er unter dem Einflufs eines drei Aequivalente Sauerstoff liefernden Luftstromes in Wasser und schweflige Säure umgesetzt wird:

H₂S + O₃ = SO₂ + H₂O.

Der Luftstrom wird von aufsen durch irgend eine geeignete Maschine angesaugt und das Schwefligsäuregas in einem besonderen Gasometer aufgefangen. Die so gewonnene schweflige Säure dient nun, wie im Folgenden unter B. und C. ausgeführt werden soll, einerseits zur Darstellung von Natriumsulfat nach Ha rgreaves und andererseits zur Darstellung von Monocalciumphosphat (aus Tricalciumphosphat).

B. Kochsalz wird zunächst in trockne, poröse und leicht durchdringliche Massen verwandelt. Zu diesem Zwecke mischt man dasselbe in feuchtem Zustande mit einem geeigneten, chemisch unwirksamen Stoff und prefst das Gemisch in irgend eine Form, Ziegel u. s. w., läfst zunächst bei Luftzug und dann unter Abwärme vollständig trocknen.

Als unwirksamen Körper kann man weifsen Sand, gepulverten Sandstein, mit einem Worte solche Kieselsäure, welche unter den Bedingungen des Verfahrens keine Silicate bildet, anwenden, da diese Reaction die Mitwirkung von Wasserdampf bei Rothglut erfordert.

Die so getrockneten Ziegel werden in einen Apparat eingebracht, welcher die Form einer Gasretorte oder auch eine andere geeignete Form besitzen kann und durch abnehmbare Thüren hermetisch verschliefsbar ist. Der Apparat wird dann bis zur beginnenden Rothglut oder auch etwas höher erhitzt. Er nimmt das vom Gasometer kommende Schwefligsäuregas an seinem vorderen Theile unter einem durchlochten Doppelboden auf, über welchem die getrockneten Ziegel gelagert sind. Am hinteren Theile des Apparates führt ein Verbindungsrohr die entweichenden Producte in die Bonbons, in den sie gelöst werden, oder in besondere Apparate, in denen Chlor- oder Chlorwasserstoffverbindungen gebildet werden. Der gemäfs den Gleichungen:

a) 2 Na Cl + SO₂ + O₂ = Na₂ S O₄ + Cl₂,

b) 2 Na Cl + S O₂ +O + H₂O = Na₂ S O₁

+ 2 HCl

erforderliche Sauerstoff (Luft) wird unter Anwendung eines Aspirators geliefert, dessen Wirkung gleichzeitig die_ Einführung des Schwefligsäuregases unter den durchlochten Boden vermittelt. Sobald die Chlor- bezw. Salzsäure-Entwickelung aufhört, schliefst man das Ableitungsrohr und geht zur Entfernung der gefritteten, aus Natriumsulfat und Kieselsäure bestehenden Massen über, welche man in einen Kühlraum fallen läfst. Hierauf beginnt man mit der neuen Charge.

Die zur Ausführung der Reaction a) erforderliche Luft trocknet man, indem man sie über den für die unter E. beschriebene Reaction zu hydratisirenden Kalk leitet. Für die Reaction b) ist diese Trocknung nicht erforderlich, da man bei derselben die Luft und die Schwefligsäure mit einem Dampfstrom gemeinschaftlich unter dem durchlochten Boden eintreten läfst. Das erhaltene Natriumsulfat löst man in Wasser auf.

C. In einer Reihe von mit mechanischen Rührwerken versehenen Bottichen trägt man, unter Hinzufügung der zur Erleichterung der Reaction erforderlichen Wassermenge, dreibasisch phosphorsauren Kalk in Pulverform ein: Die mit einander verbundenen Rührwerke werden in Thätigkeit gesetzt, und dann läfst man Schwefligsäuregas in die Masse eintreten, bis die schweflige Säure nicht mehr absorbirt wird, wodurch eine Umsetzung nach folgender Gleichung eingetreten ist:

Ca₃(POJ₂'+ 2 SO₂ + 2H₂O = Ca i7₄ (P OJ₂ + 2 Ca S O₃.
Hierauf läfst man ^λ vermittelst eines Ausflufshahnes die Flüssigkeit in einen Behälter abfliefsen, in welchem sich das gebildete Kalksulfit niedersetzt. Die überstehende klare Lösung von löslichem Phosphat wird in einem Zersetzungsbehälter abgezogen. Das Kalksulfit dient, nachdem es ausgewaschen, abtropfen gelassen und an der Luft getrocknet ist, neben dem unter D. erhältlichen Kalksulfat in unbegrenztem Mafse zu dem unter A. beschriebenen Verfahren zur Darstellung der schwefligen Säure.

D. Die erhaltene Phosphatlösung wird mit der Lösung von Natriumsulfat in äquivalenten Mengen gemischt und die Temperatur entweder durch Hindurchleiten von Wasserdampf oder in anderer Weise bis auf ungefähr 6o bis 75⁰ unter Umrühren der Mischung erhöht. Es bilden sich nach der Gleichung:

Ca H₄ (POJ₂ + Na, S O₄ = 2 Na H₂ PO₁

+ Ca S O₄

lösliches Natriumphosphat und Kalksulfat, welches letztere nach dem Auswaschen, Abtropfen

und Trocknen zurückbleibt und, wie unter C. angegeben, in dem Verfahren nach A. verwendet wird.

E. Die klar abgezogene Phosphatlösung wird mit drei Aequivalenten Kalkmilch versetzt, wodurch neben unlöslichem dreibasisch phosphorsaurem Kalk eine Lösung von kaustischem Natron entsteht, welche vom Niederschlag klar abgezogen wird. Das Phosphat dient, nachdem es ausgewaschen und getrocknet ist, wieder zu dem Verfahren nach C.

F. Die Natronlösung giebt schliefslich, mit Kohlensäure im Ueberschufs behandelt, Natriumbicarbonat, aus welchem man auf die übliche Weise alle übrigen Natriumverbindungen erhalten kann.

Die Behandlung des Chlorkaliums ist der des Chlornatriums vollständig gleich.

Claims

Patent-Anspruch:

Verfahren zur Darstellung von Aetzalkalien und Chlor bezw. Salzsäure aus Chloralkalien, dadurch gekennzeichnet, dafs die aus Calciumsulfat in bekannter Weise durch Reduction und Verbrennung des Schwefelwasserstoffs gewonnene schweflige Säure einerseits durch Einwirkung auf Chloralkalien nach Hargreaves, andererseits durch Einwirkung auf Tricalciumphosphat zur Darstellung von Alkalisulfat und Monocalciumphosphat dient, durch deren gegenseitige Einwirkung ein Theil des als Ausgangsmaterial dienenden Cakiumsulfats und Alkaliphosphat erhalten wird, welch letzteres durch Kaustisiren mittelst Aetzkalks in Aetzalkali unter Wiedergewinnung des Tncalciumphosphats übergeführt wird.