DE879688C - Kreislaufverfahren zur Gewinnung von Blausaeure aus Alkali- oder Erdalkalicarbonaten, Kohlenstoff und Stickstoff in Gegenwart von Eisenkatalysatoren - Google Patents

Description

• Kreislaufverfahren zur Gewinnung von Blausäure aus Alkali- oder Erdalkalicarbonaten, Kohlenstoff und Stickstoff in Gegenwart von Eisenkatalysatoren Es ist bekannt, Cyanide aus Stickstoff, Alkali- bzw. Erdalkalicarbonaten und Kohlenstoff bei Temperaturen von 85o bis iooo' nach der Gleichung +4C+N@-2NaCN+3C0 (i) N 1 a.,CO, in Gegenwart von Eisenkatalysatoren herzustellen und aus dem gebildeten Cy anid die Blausäure mittels Kohlensäure und Wasserdampf gemäß z NaCN + CO. + H@0 -- 2 HCN + Na.CQ; (2) in Freiheit zu setzen. Es ist auch bekannt, die Zerlegung der Cyanide zwecks Gewinnung der Blausäure mit Alkalicarbonat in wäßriger Lösung vorzunehmen und den Cyanwasserstoff unter Vakuum aus der Reaktionslösung abzutreiben.
• Weiterhin wurde vorgeschlagen, den nach Abzweigung der gasförmigen Blausäure verbleibenden Rückstand aus Carbonat und Eisenkatalysator nach Zusatz der erforderlichen Kohlenstoffmenge dem Cyanidbindungsprozeß [s. Gleichung (i)] wieder zuzuführen, das dabei auftretende Kohlenoxyd zu Kohlensäure zu verbrennen und dann zur Freisetzung des Cyanwasserstoffs zu verwenden.
• Das Verfahren der vorliegenden Erfindung stellt einen Kreislaufprozeß zur Erzeugung von Blausäure aus Alkali- bzw. Erdalkalicarbonaten, Kohlenstoff und Stickstoff in Gegenwart eines Eisenkatalysators und Zersetzen des gebildeten Cyanids mittels Kohlensäure und Wasserdampf dar, bei dem erfindungsgemäß mindestens ein Teil des bei der Stickstoffbindung benötigten Kohlenstoffs in Form von Kohlenoxydspaltruß verwendet wird. Überraschenderweise wurde nämlich gefunden, daß sich gerade CO-Spaltruß besonders für den Cyanidierungsprozeß eignet, während bisher Kohlenstoff hauptsächlich in Form von Holzkohle, Torfkohle, Koks oder Graphit Verwendung fand. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, diesen Spaltruß aus dem bei der Stickstoffbindung entstandenen Kohlenoxyd herzustellen und im Kreislauf zusammen mit weiterem CO-Spaltruß oder auch anderem Köhlenstoff' in die Stickstoffbindungszone einzuführen.
• Vorzugsweise findet die Kohlenoxydspaltung zu Ruß am gleichen Kontakt statt, wie-er zur Cyanidierung verwendet wird, d. h. der Kontakt wird zusammen mit dem Ruß zurückgeführt. Diese Rußmenge ist aber zur Durchführung des Verfahrens unzureichend. Der fehlende C-Anteil kann auch aus anderen Kohlenstoffsorten gedeckt werden; vorteilhafterweise wird auch hierfür CO-Spaltruß beliebiger Herkunft verwendet.
• Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des neuen Verfahrens besteht darin, daß das im Prozeß entstehende Kohlenoxyd an dem aus- dem Prozeß stammenden eisenhaltigen Carbonat zu Ruß und Kohlensäure gespalten wird, die entstehende Kohlensäure im benötigten Anteil zur Freimachung der Blausäure aus dem Cyanid benutzt und das bei der Blausäureabtreibung entstehende Gemisch aus eisenhaltigem Carbonat und Kohlenstoff in den Stickstoffbindungsprozeß zurückgeführt wird. Die Erfindung wird z. B. durch das stöchiometrische Diagramm 1 erläutert i Mol Natriumcarbonat wird mit i Mol Stickstoff und q. Mol Kohlenstoff sowie in Gegenwart eines Eisenkatalysators bei 8oo bis goo° nach Gleichung (i) zu 2 Mol Natriumcyanid und 3 Mol C O umgesetzt. Das angefallene Kohlenoxyd wird bei etwa 5oo' und in Gegenwart des gleichen Eisenkontaktes nach 2C0=C02+C (3) in CO-Spaltruß übergeführt, wobei Kohlensäure entsteht, und zwar aus 3 Mol CO = 1,5 Mol C sowie 1,5 Mol C02. Der Bußanteil wird zusammen mit dem anteiligen Eisenkatalysator in den Stickstoffbindungsprozeß zurückgeführt, so daß lediglich 2,5 Mol Kohlenstoff dauernd neu, z. B. ebenfalls als CO-Spaltruß oder in Form von Holzkohle zuzuführen sind.
• Die bei der C-Gewinnung aus CO am Eisenkatalysator entstandenen 1,5 Mol C02 werden erfindungsgemäß zu 2/3 zur Zerlegung der 2 Mol Natriumcyanid in Blausäure zusammen mit i Mol H20 verwendet [s. Gleichung (2)], wobei 2 Mol HCN und 1 Mol (eisenhaltiges) Natriumcarbonat entstehen; der restliche Anteil von o,5 Mol C02 wird abgeleitet und steht für beliebige andere Verwendung zur Verfügung. Natriumcärbonat und Spaltruß werden zusammen mit dem Eisenkontakt im Kreislauf zurückgeführt. Für den Gesamtprozeß, d. h. für die Erzeugung von 2 Mol H C N und. o,5 Mol CO" werden also laufend nur 2,5 Mol C, i Mol N2 sowie i Mol H20 benötigt, während Carbonat, Eisenkatalysator sowie ein Teil (3/s) Kohlenstoff in Form von Kohlenoxydspaltruß im Kreislauf geführt werden.
• Wie weiter gefunden wurde, eignet sich als stickstoffbindendes Alkalicarbonat vorzugsweise Kaliumcarbonat allein oder in Mischung, z. B. mit Natriumcarbonat.
• Ein anderer Weg zur Zerlegung der Cyanide in Blausäure besteht erfindungsgemäß darin, daß die Zersetzung der trockenen Alkali- oder Erdalkalicyanide mittels trockenen Alkalibicarbonats bei mäßiger Erwärmung in Gegenwart von Wasserdampf, insbesondere im Vakuum, vorgenommen wird unter Gewinnung der doppelten Menge trockenen Alkalicarbonats, wobei die Hälfte des letzteren in dem N-Bindungsprozeß zurückgeführt wird, während der andere Teil durch Behandlung mit Wasserdampf und Kohlensäure in Bicarbonat verwandelt undim Kreislauf wieder zur Austreibung der Blausäure verwendet wird.
• Zur Erläuterung sei auf Diagramm 2 verwiesen. Zur Bildung von 2 Mol Kaliumcyanid nach Gleichung (i) werden dem Prozeß wiederum i Mol N2, i Mol K, CO, sowie q. Mol Kohlenstoff und o, i bis 0,2 °/o Eisenkatalysator zugeführt und die dabei mit entstehenden 3 Mol CO unter den gleichen Bedingungen, wie oben beschrieben, in 1,5 Mol Kohlenoxydruß und 1,5 Mol Kohlensäure gemäß Gleichung (3) gespalten. Der eisenhaltige Rußanteil von 1,5 Mol wird im Kreislauf in den Stickstoffbindungsprozeß zurückgeführt.
• Die Freimachung der Blausäure aus dem Cyanid erfolgt nunmehr nach folgender Gleichung: 2 KCN -;- 2 KHC03 = 2 HCN + 2 K,CO3. Vorzugsweise findet diese Umsetzung bei mäßiger Erwärmung in Gegenwart von Wasserdampf und unter Vakuum statt. Von den gebildeten 2 Mo1 trockenem Kaliumcarbonat wird i Mol im Kreislauf in den Cyanidierungsprozeß zurückgeleitet und die andere Hälfte nach K2C03 ---C02 + H20 = 2 KHCO.; (5) unter Zuhilfenahme eines Teiles der bei der Bußspaltung in Nebenreaktion entstandenen Kohlensäure in Kaliumbicarbonat verwandelt und dieses im Kreislauf wieder zur Austreibung der Blausäure verwendet.
• Auch dieses Diagramm stellt somit einen geschlossenen Kreislauf dar, in welchem zur Erzeugung von 2 Mol HCN sowie unter zusätzlicher Gewinnung von o,5 Mol C02 lediglich Stickstoff und ein Teil, nämlich 5/s des benötigten Kohlenstoffs in beliebiger Form, z. B. als Holzkohle, als CO-Spaltruß anderer Herstellung usw., neu zuzuführen sind, während 3/b Kohlenstoff als C 0- Spaltruß sowie der gesamte Bedarf an Kaliumcarbonat, Kaliumbicarbonat, Kohlensäure und Eisenkatalysator im Kreislauf geführt werden.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kreislaufverfahren zur Gewinnung von Blausäure aus Alkali- oder Erdalkalicarbonaten, Kohlenstoff und Stickstoff in Gegenwart von Eisenkatalysatoren und Zersetzen des gebildeten Alkali-oder Erdalkalicyanids mittels Kohlensäure und Wasserdampf, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des bei der Stickstoffbindung benötigten Kohlenstoffs in Form von Kohlenoxydspaltruß verwendet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Stickstoffbindung benutzte Kohlenoxydspaltruß noch den für die Spaltung des Kohlenoxyds erforderlichen Eisenkatalysator enthält.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenoxydspaltruß aus dem bei der Stickstoffbindung entstandenen Kohlenoxyd hergestellt und im Kreislauf zusammen mit weiterem Kohlenoxydspaltruß oder anderem Kohlenstoff in die Stickstoffbindungszone eingeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das im Prozeß entstehende Kohlenoxyd an dem aus dem Prozeß stammenden eisenhaltigen Carbonat in Ruß und Kohlensäure gespalten wird, die entstehende Kohlensäure im benötigten Anteil zur Freimachung der Blausäure aus dem Cyanid benutzt und das bei der Blausäureabtreibung entstehende Gemisch aus eisenhaltigem Carbonat und Kohlenstoff in den Stickstoffbindungsprozeß zurückgeführt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis q., gekennzeichnet durch die Verwendung von Kaliumcarbo= nat allein oder in Mischung als stickstoffbindendes Alkalicarbonat.
6. 6. Verfahren nach Anspruch i .bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zersetzung der trockenen Alkali- oder Erdalkalicyanide mittels trockenen Alkalibicarbonats bei mäßiger Erwärmung in Gegenwart von Wasserdampf, insbesondere im Vakuum, vorgenommen wird unter Gewinnung der doppelten Menge trockenen Alkalicarbonats, wobei die Hälfte des letzteren in den Stickstoffbindungsprozeß zurückgeführt, während der andere Teil durch Behandlung mit Wasserdampf und Kohlensäure in Bicarbonat verwandelt und im Kreislauf wieder zur Austreibung der Blausäure verwendet wird.
7. 7. Verfahren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zerlegung der Cyanide in Blausäure bzw. zur Umwandlung des Carbonats in Bicarbonat Kohlensäure verwendet wird, die bei der Kohlenstoffgewinnung aus Kohlenoxyd am Eisenkatalysator in Nebenreaktion entstanden ist.