DE890790C - Verfahren zur Gewinnung von Kaliumsulfat - Google Patents
Verfahren zur Gewinnung von KaliumsulfatInfo
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Description
(WiGBl. S. 175)
AUSGEGEBEN AM 21. SEPTEMBER 1953
ρ 25278 IVb112ID
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Kaliumsulfat aus Langbeinit und
Kaliumchlorid und hat den Zweck, ein Kaliumsulfat verhältnismäßig hohen Reinheitsgrades zu
gewinnen.
Der in der Gegend von Carlsbad in New Mexico abgebaute und raffinierte Langbeinit hat die
Formel K2 S O4 · 2 Mg S O4 und enthält roh etwa
4 Gewichtsprozent Natriumchlorid als Verunreinigung. Handelsübliche Sorten von Kaliumchlorid,
die in der genannten Gegend gewonnen werden und in der Düngemittelindustrie als 6o°/oiges Kaliumchlorid
bekannt sind, enthalten als hauptsächliche Verunreinigung etwa 3 Gewichtsprozent Natriumchlorid.
Es wurden bereits Verfahren zur Gewinnung von
Kaliumsulfat mit einem höheren Gehalt, als ursprünglich im Langbeinit vorhanden, entwickelt,
bei denen man eine wässerige Lösung oder halbflüssige Mischung von Kaliumchlorid, das im
wesentlichen von Natriumchlorid frei ist, mit Leonit und/oder Schönit von der Formel
K2SO4-MgSO4-4H2O
bzw. K2SO4-MgSO4-OH2O *5
reagieren läßt, um Kaliumsulfat und eine kaliumhaltige Mutterlauge zu gewinnen. Der Leonit und
Schönit werden durch Umsetzung des im wesentlichen von Natriumchlorid freien Langbeinits mit
der von den Kaliumsulfatkristallen abgetrennten Mutterlauge gewonnen. Auf diese Weise wird ein
Teil des Kaliumgehaltes der hochkaliumhaltigen Mutterlauge durch die Bildung des festen Leonits
und Schönits wiedergewonnen, die in der Reaktionsstufe mit Kaliumchlorid zur Herstellung von
Kaliumsulfat verwendet werden können. Bei der bisherigen Durchführung wurden bei diesem Verfahren
notwendigerweise Reaktionsteilnehmer verwendet, die im wesentlichen frei von Natriumchlorid
waren; dabei muß man jedoch die als Zwischenprodukte auftretenden festen Körper und
Flüssigkeiten einem ziemlich komplizierten Behandlungssystem unterwerfen. Hinzu kommt, daß
Konzentrationen von Natriumchlorid, wie sie als Verunreinigungen in dem handelsüblichen Langbeinit
und 6o°/oigen Kaliumchlorid vorkommen, ernstlich die gesamte Ausbeute verringern, wenn
nach den bisher bekannten Verfahren gearbeitet wird. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß bei den
bisher durchgeführten Verfahren nur Ausbeuten in der Größenordnung von 65 bis 70% der K2O-Anteile
des Rohmaterials erwartet werden können. Durch das Verfahren der Erfindung ist es nun
möglich, die Gesamtausbeute der Kaliumanteile aus Langbeinit und Kaliumchlorid enthaltenden Rohstoffen,
die einen geringen Gehalt an Natriumchlorid haben, zu erhöhen.
Das Verfahren der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß Langbeinit mit geringem Gehalt
an Natriumchlorid mit einem aus dem Verfahren stammenden, einen hohen Gehalt an Kaliumchlorid, jedoch einen geringen Gehalt an
Natriumchlorid neben Magnesium- bzw. Kalium-Magnesium-Sulfat aufweisenden Mischsalz in
Chlorkaliumlösung bei gewöhnlicher oder mäßig erhöhter Temperatur (etwa bis zu 6o°) derart ausgerührt
wird, daß neben einem im wesentlichen aus Kaliumsulfat bestehenden Bodenkörper nach dessen
Abtrennung eine Lösung anfällt, die nach dem Verdampfen
bei der Abkühlung wiederum Mischsalze und die Abstoßlauge ergibt.
Dabei kann vorteilhafterweise die Umsetzung des Langbeinits unter ständiger Bewegung des
Reaktionsgemisches in einer Zeit von etwa 1 bis etwa 4V2 Stunden durchgeführt werden.
Nach einem weiteren Merkmal ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Langbeinit zunächst
unter Aufrechterhaltung einer Temperatur von etwa 300 mit der Kaliumchloridlösung ausgerührt,
hierauf das Mischsalz zugesetzt und die Reaktion innerhalb zweier weiterer Stunden bei.
etwa 45° zu Ende geführt wird.
Dadurch wird ein verbessertes -und vereinfachteres Verfahren zum Basenaustausch des
Magnesiums des Langbeinits und des Kaliums des Kaliumchlorids geschaffen, das sich vor allem für
einen kontinuierlichen Betrieb zur Gewinnung von Kaliumsulfat besonderer Reinheit eignet. Insbesondere
werden die Betriebs- und Unterhaltungskosten dabei dadurch erniedrigt, daß es sich erübrigt,
die Flüssigkeiten und Feststoffe in größerem Maße zu transportieren und sonstwie zu handhaben.
Auch wird bei dem Verfahren der Erfindung die Gewinnung von Leonit und bzw. Schönit als
Zwischenprodukte ausgeschaltet. Auch die Abtrennung der Feststoffe von den Flüssigkeiten fällt
weitgehend weg.
Besonders wichtig ist es, daß nach dem Verfahren gemäß der Erfindung Kaliumsulfat mit
hoher Ausbeute an K2O gewonnen werden kann, obgleich sich in dem System Natriumsalze, wie
z. B. Natriumchlorid, in Konzentrationen bilden, die bisher als zu hoch angesehen wurden, um in
wirtschaftlicher Weise Kaliumsulfat zu gewinnen.
Es ist weiterhin wichtig, daß ansehnliche, verhältnismäßig große Mengen des Kaliumsulfats in
Form von Kügelchen anfallen, die leicht verkaufbar sind und besonders gut verpackt und verschifft
werden können.
Erfindungsgemäß läßt man eine wässerige Reaktionsmischung, die Langbeinit und Kaliumchlorid
enthält (beide Reaktionsteilnehmer können technisch rein, wie oben beschrieben, oder auch chemisch
rein sein) bei gewöhnlichen oder erhöhten 8S
Temperaturen bis zu etwa 6o° so lange reagieren, bis sich ein Reaktionsgemisch ausgebildet hat.
Diese Reaktion ergibt, wenn nichts weiter hinzugefügt wird, ein Endreaktionsgemisch, aus dem
Kaliumsulfat auskristallisiert werden kann. Die Mutterlauge aus einer derartigen Umsetzung enthält
ein weiter unten beschriebenes Salzgemisch sowie Magnesiumchlorid und Natriumchlorid. Bei
der praktischen Ausführung des Verfahrens der Erfindung sind jedoch in der Reaktionsmischung
gemischte "Salze vorhanden, die bei einem späteren Verfahrensschritt gewonnen und isoliert werden.
Je nach den angewandten Temperaturen beträgt die benötigte Zeit im allgemeinen etwa 1 bis
4 Stunden. Es können auch kürzere und längere Zeiten zur Einstellung des Gleichgewichts in der
Reaktionsmischung angewendet werden. Nachdem das Gleichgewicht ganz oder im wesentlichen erreicht
ist, werden die Kaliumsulfatkristalle von der Mutterlauge abgetrennt und gegebenenfalls gewaschen
sowie in an sjch bekannter Weise getrocknet. Wie späterhin noch beschrieben werden
wird, können diese Kristalle oder ein Teil derselben, gewöhnlich die fein ausgebildeten Kristalle,
zur weiteren Behandlung und zur weiteren Kristallbildung in die Reaktionszone zurückgebracht werden.
Die Mutterlauge der Kaliumsulfatkristalle wird erwärmt und so weit eingedampft, daß die
Lösung bei Abkühlung auf gewöhnliche Temperaturen in bezug auf Natriumchlorid gesättigt ist.
Es wird also so weit eingedampft, daß- nach dem
Abkühlen der Lösung bzw. des Konzentrats auf gewöhnliche Temperatur die Mutterlauge gerade
bis kurz vor dem Punkt konzentriert wird, an dem Natriumchloridkristalle gebildet werden würden.
Die im einzelnen stattfindenden Kristallisationsvorgänge werden noch beschrieben werden. Es
bildet sich ein Salzgemisch, während das Natriumchlorid größtenteils in Lösung bleibt.
Die Abdampftemperatur ist vorteilhafterweise niedriger als die Siedetemperatur der Mutterlauge
bei Atmosphärendruck. Das Abdampfen kann durch Verwendung von Vakuum erreicht werden
oder dadurch, daß man erhitzte Gase durch die Mutterlauge hindurchstreichen läßt. Der Kristallbrei
wird abgekühlt, und die Festteilchen werden von der Mutterlauge durch übliche Verfahren, wie
z. B. Zentrifugieren oder Filtrieren, abgetrennt. Die Mischkristalle werden dann in die oben beschriebene
Reaktionsmischung eingebracht.
ίο Bei dem gegenwärtigen Verfahren wird die
Lauge, die die unerwünschten Bestandteile einschließlich des Natriumchlorids gelöst enthält, verworfen
oder getrennt zur Wiedergewinnung ihrer wertvollen Anteile behandelt. Die von der eingedampften'
Kaliumsulfatmutterlauge abgetrennten Festteilchen, bestehen aus dem obenerwähnten
.Mischsalz und Kaliumchlorid mit sehr geringen, unvermeidbaren Anteilen an Leonit und Kainit
(KCl · Mg S O4 · 3 H2 O). Gewöhnlich hat dieses in
den Prozeß zurückkehrende Salzgemisch im Durchschnitt 75 Gewichtsprozent Kaliumchloridgehalt,
wobei der Rest zum größten Teil aus Magnesiumsulfat und Kaliumsulfat besteht. Letzteres bildet
ein Doppelsalz mit Teilen des Magnesiumsulfats, während der Rest des Magnesiumsulfats ein Doppelsalz
mit einem Teil des Kaliumchlorids der Mischung bildet. Die gemischten Salze können in
bezug auf ihren KCl-Gehalt je nach den Reaktionsbedingungen beträchtlich variieren, jedoch wird
aus wirtschaftlichen Gründen im allgemeinen eine 75°/oige KCl-Mischung aufrechterhalten.
Zum mindesten ein aliquoter Teil dieser gemischten Salze wird in die Reaktionsmischung zurückgegeben.
Um ein Optimum an Kaliumsulfat je Einheit Rohmaterial zu gewinnen, ist es zweckmäßig,
im wesentlichen alle die gemischten Salze wieder der Reaktionsmischung zuzusetzen, wobei
aber darauf hingewiesen werden muß, daß die Erfindung auf ein solches Verfahren nicht beschränkt
ist. Es ist nur notwendig, daß ein Teil dieser Salze in die Reaktionsmischung zurückkehrt, um die
Vorteile der vorliegenden Erfindung zu erzielen.
Die gemischten Salze werden in leicht trennbarer Form gewonnen, wenn nach dem Abdampfen
oder der Konzentrierung die anfallende halbfmssige Mischung bei ungefähr 95 bis ioo° unmittelbar
auf eine Zwischentemperatur von etwa 50 bis 6o° abgekühlt wird. Die Lösung wird dann auf
Atmosphärentemperatur weiter gekühlt, während so nahe wie möglich die Gleichgewichtsbedingungen
aufrechterhalten werden, um ein Maximum an Kristallwachstum zu erreichen. Je schneller die
eingedampfte Kaliumsulfatmutterlauge in dem Zwischenabschnitt abgekühlt wird, desto besser
und leichter filtrierbar werden die gemischten Salze, da ein langsames Abkühlen der Lösung in
diesem Zustand unerwünschte, als Zwischenprodukte auftretende Doppelsalzkristalle hervorbringen
würde, die eine schädliche Wirkung für das ganze Verfahren haben und die auch schwierig
zu filtrieren und regenerieren sind. Auch würden solche Kristalle in diesem Zustand eine starke Tendenz
aufweisen, letzte Reste der entfernten Mutterlauge festzuhalten, und wenn sie mit den Kristallen
in das System zurückkehren, würden sie die allgemeine Ausbeute der gewünschten Produkte erniedrigen.
Ein schnelles Abkühlen der Kaliumsulfatmutterlauge kann zweckmäßig durch die Verwendung einer Vakuumanlage verbessert werden,
da diese ein schnelleres Abkühlen als in einer gewöhnlichen offenen oder Überdruckanlage er- möglicht.
Die letztgenannte Art der Anlage kann zwar verwendet werden, aber ganz allgemein ist
dann die Abkühlungsgeschwindigkeit niedriger, und es besteht eine größere Gefahr, daß sich die
unerwünschten Doppelsalze als Zwischenprodukt bilden, als im Falle eines Vakuumkühlers.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist weder eine besondere Anlage notwendig,
noch braucht man korrosionsfeste Stoffe in den Leitungen und verschiedenen Teilen der
Anlage zu verwenden, ausgenommen den Eindampfer für die Kaliumsulfatmutterlauge und
seine Leitungen und Pumpen, die unter den einzuhaltenden Bedingungen gegenüber den Mutterlaugen
korrosionsfest sein müssen. Der Eindampfer wird im allgemeinen auf eine Temperatur
von ungefähr 70 bis ioo° erhitzt, je nach den Druck- oder Partialdruckbedingungen, die eingehalten
werden. Im allgemeinen ist die Mutterlauge ausreichend eingedampft, wenn etwa 37 bis
40 Gewichtsprozent der Mutterlauge als Wasser verdampft sind, worauf die abgedampfte Lauge
auf Atmosphärentemperatur abgekühlt wird.
Die Reaktionskammer kann aus gewöhnlichen Stahlblechen hergestellt werden und ist gewöhnlich
mit inneren oder äußeren Mitteln zur Erwärmung und Kühlung sowie mit inneren Bewegungsmitteln, wie z. B. solchen vom Turbinenrührertyp,
versehen. 'Das Reaktionsgefäß kann mit einem Mantel und/oder mit innerlich eingehängten
Schlangen zur Einführung von Erwärmungs- und/ oder Kühlflüssigkeiten versehen sein, um die gewünschten
Reaktionstemperaturen zwischen etwa 15 und 6o° einhalten zu können. Die inneren Bewegungsmittel
können je nach den gewünschten Ergebnissen mit verschiedenen Geschwindigkeiten
laufen. Wenn eine Durchmischung der Flüssigkeit ohne Rücksicht auf die endgültige Partikelgröße
des Kaliumsulfatendproduktes gewünscht wird, wird eine hohe Drehungsgeschwindigkeit der Bewegungsmittel
angewendet. Wenn andererseits eine große Partikelgröße des Kaliumsulfats erwünscht
ist, kann man z. B. dieses dadurch erreichen, daß der Rührer mit niedriger Geschwindigkeit umläuft.
Die Kaliumsulfatkügelchen können dadurch gewonnen werden, daß die halbflüssige Reaktionsmischung einer Klassifizierung unterworfen wird, ·
um die feineren Teilchen von den gröberen abzuscheiden, worauf dann die feineren Teilchen des
Kaliumsulfats in die Reaktionszone zurückkehren, um zusätzlich für einen Kristallaufbau Zeit zu haben.
Auf diese Art und Weise ist es möglich, im wesent- liehen alles neu gebildete Kaliumsulfat auf bereits
vorhandene Kristalle des Kaliumsulfats in der halbflüssigen Reaktionsmischung niederzuschlagen. Bei
dem bekannten Verfahren ist, da die Reaktionen ansehnliche Mengen von leicht löslichen Sulfatdoppelsalzen
als Zwischenprodukte liefern, die weiterhin schnell in Kaliumsulfat umgesetzt werden, die
Kristallisationsgeschwindigkeit so groß, daß nur feinkristallisiertes Kaliumsulfat anfällt, und es besteht
keine Gelegenheit für den Aufbau und die Bildung relativ großer Kaliumsulfatkristalle.
In den folgenden Beispielen wird sowohl der Badprozeß als auch das kontinuierliche Verfahren
der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Erfindung ist aber nicht auf diese Ausführungsbeispiele
beschränkt.
i. In ein mit einem Mantel versehenes Reaktionsgefäß,
das mit einem mechanischen Rührer versehen war, wurden etwa 0,605 kg einer gesättigten
Kaliumchloridlösung eingebracht, deren Kaliumchlorid aus dem im Handel erhältlichen
6o%igen Kaliumchlorid besteht, das noch kleine Mengen von Natriumchlorid als Verunreinigungen
enthält. Weiterhin wurden etwa 195 kg gewöhnlichen Leitungswassers von durchschnittlicher
Härte in die Reaktionskammer eingebracht, und die aus Kaliumchlorid und Wasser bestehende
Mischung wurde, während sie auf einer Temperatur von annähernd 300 gehalten wurde, im Verlauf
ι Stunde mit etwa 231 kg eines gepulverten Langbeinits (ungefähr 90% durch ein 200-Maschen-Sieb)
versetzt, der ebenfalls eine geringe Menge von Natriumchlorid als Verunreinigung
enthielt. Weiterhin wurden in die Reaktionsmischung 154 kg eines Mischsalzes eingeführt, das
aus einer früheren Herstellungscharge stammte, die die gleichen Reaktionsteilnehmer aufwies und
nach dem gleichen Verfahren hergestellt war.
Die Mischung wurde weiterhin 2 Stunden bei ungefähr 45 ° durchgemischt und dann filtriert,
um die Kaliumsulfatkristalle abzutrennen. Die Mutterlauge wurde dann in einem Eindampfer vom
Ozarktyp bei einer Temperatur von annähernd 97° eingedampft, und zwar so lange, bis das Gewicht
der Mutterlauge um 37 bis 40% abgenommen hatte. Nicht die gesamte Eindampfung wurde
während der Eindampfstufe durchgeführt, da die anschließende Vakuumkristallisation noch einmal
einen Gewichtsverlust von annähernd 5 bis 6 % der Mutterlauge durch Verdampfung bewirkte. Durch
die Verringerung des Gewichtes der Mutterlauge auf den angegebenen Betrag und durch ein schnelles
Kühlen derselben kristallisierten keine wesentlichen Anteile von Natriumchlorid aus der Lösung
aus, sondern ansehnliche Mengen von anderen Salzen als das unerwünschte Natriumchlorid und
Magnesiumchlorid, die in der Lösung vorhanden waren, kristallisierten aus. Die gewünschten Salze
kristallisierten weiterhin, wenn die Lösung im wesentlichen auf Atmosphärentemperatur gebracht
wurde, und während sie einer etwa 2,5 bis 3,5 Stunden dauernden Vakuumkristallisation unterworfen
wurde. Die halbflüssige Mischung wurde dann filtriert, um die Kristalle von ihrer Mutterlauge
zu trennen, worauf dann die Natriumchlorid und Magnesiumchlorid enthaltende Mutterlauge aus
dem System entfernt wurde. Die Kristalle waren dann gebrauchsfertig in Verbindung mit einer
Reaktion weiterer Mengen von Langbeinit und Kaliumchlorid. Drei aufeinanderfolgende Badreaktionen
wurden durchgeführt. Die folgende Tabelle veranschaulicht die Durchschnittsanaljjsen
der verschiedenen, in der halbflüssigen Reaktionsmischung vorhandenen Verbindungen, wobei die
Angaben in kg pro Bad gemacht sind. ioc
Tabelle A
Rohmaterial und Komponenten für die Reaktionsansätzc
Rohmaterial und Komponenten für die Reaktionsansätzc
kg pro Bad
K | Mg | Na | Cl | SO4 | Unlösl. | H2O | Gesamt | |
Langbeinit | 43,o 79.8 61 |
26,2 3,6 |
0,9 2,3 o,5 |
1,3 76,7 50 |
156,4 21 |
3,2 | 446,2 17.9 I95 |
231 605 154 195 |
KCl-Lösung | 183,8 | 29,8 | 3,7 | 128 | 177.4 | 3,2 | 659.I | I185 |
Mischsalz | ||||||||
Wasser | ||||||||
Gesamtmenge |
Die Menge gewonnenen Kaliumsulfats betrug im Durchschnitt pro Ansatz etwa 254 kg und ergab
folgende Analysenwerte: 43,01% Kalium, 0,86%> Magnesium, 0,13% Natrium, 2,24 °/o Chlor,
53>75°/·> SO4, Rest Wasser und Unlösliches. Dies
entspricht einer errechneten Salzzusammensetzung von etwa 95,8% Kaliumsulfat, 0,80 °/o Magnesiumsulfat,
2,72% MgCl, 0,33% NaCl, Rest Wasser und Unlösliches. Bezogen auf den Kaliumgehalt
des Langbeinits und des Kaliumchlorids, die ursprünglich in die Reaktion eingebracht wurden,
belief sich (die Kaliumausbeute des Endproduktes
auf 88,9%.
2. Drei verschiedene Bäder wurden ähnlich wie im Beispiel 1 hintereinander beschickt. Allerdings
unterscheiden sich die Mengen der Reaktionsteilnehmer pro Bad voneinander. Etwa 0,48 kg einer
Lösung von 6o°/»igem Kaliumchlorid des Handels, etwa 205 kg Langbeinit des Handels pro Bad,
etwa 273 kg Leitungswasser pro Bad und etwa 166 kg Mischsalze pro Bad wurden verwendet.
Die Analyse der Reaktionsteilnehmer ergab folgende Werte:
Tabelle B
Rohmaterial und Komponenten für die Reaktionsansätee
Rohmaterial und Komponenten für die Reaktionsansätee
^ kg pro Bad
Cl
sex
Unlösl.
H2O
Gesamt
Langbeinit .
KCl-Lösung,
Mischsalz ...
Wasser
KCl-Lösung,
Mischsalz ...
Wasser
37»7
63
65.7
23,6 0,9 3,2
1,8
63
59,4
63
59,4
139,6
1,8
0,9
344,i
„.23,i
273
„.23,i
273
205
476
166
273
476
166
273
Gesamtmenge
166,4
5,i | 124,2 | 155,5
o,9
640,2
1120
Die Eindampfung der Kaliumsulfatmutterlauge und die anschließende Vakuumkristallisation der
eingedampften und konzentrierten Mutterlauge wurden im wesentlichen in identischer Weise wie
im Beispiel 1 durchgeführt. Die Menge des gewonnenen Kaliumsulfats betrug etwa 215 kg pro Bad
und ergab folgende Analysenwerte: 43,440Zo
Kalium, 0,69 %> Magnesium, 0,05 °/o Natrium, 1,9°/o Cl, 53,64% SO4, Rest Wasser und Unlösliches.
Dies entspricht einer errechneten Salzzusammensetzung von annähernd 96,820Zo Kaliumsulfat,
0,54% Magnesiumsulfat, 2,450Zo MgCl,
0,13 °Λ> Natriumchlorid, Rest Wasser und Unlösliches.
Bezogen auf den Kaliumgehalt des Langbeinits und des Kaliumchlorids, die ursprünglich
in die Reaktionszone eingebracht wurden, belief sich die allgemeine Ausbeute an Kalium in dem
Endprodukt auf 92,75 0Zo.
Die Veränderungen zwischen Beispiel 1 und 2 hinsichtlich der Mengen von Langbeinit, Kaliumchlorid,
Mischsalzen und Wasser werden für die erhöhte Reinheit des Kaliumsulfats im Beispiel 2
gegenüber der des im Beispiel 1 gewonnenen Kaliumsulfats verantwortlich zu machen sein.
3. Der in den Beispielen 1 und 2 veranschaulichte Prozeß wurde kontinuierlich in einer 9ostündigen
Periode durchgeführt, wobei die gleichen Reaktionsteilnehmer, Mischsalze und Leitungswasser
Verwendung fanden, wie sie in den Beispielen ι und 2 beschrieben wurden. Die gleichen
Reaktionsbedingungen und die gleichen mechanischen Bewegungen wurden angewendet, mit der
Ausnahme, daß bei dem kontinuierlichen Verfahren zwei Reaktionsgefäße in Serie benutzt wurden,
so daß der Durchsatz eine Verweilzeit zwisehen 4 und 4,5 Stunden bei einer Temperatur von
etwa 45° gestattete. Der Ablauf aus dem letzten Reaktionsgefäß wurde in eine kontinuierlich wirkende
Zentrifuge geleitet, wo die Kaliumsulfatkügelchen und -kristalle von der Mutterlauge abgetrennt
wurden. Die Mutterlauge wurde dann mit solcher Geschwindigkeit in einen Ozarkverdampfer
geleitet, daß sie darin so lange unter den in den Beispielen 1 und 2 erwähnten Bedingungen
verweilen konnte, daß sie etwa 39 bis 410Zo ihres
Gewichtes in der Weise verlor, wie es in den vorhergehenden Beispielen und der Beschreibung auseinandergesetzt
wurde, worauf dann die halbflüssige Mischung auf .eine Temperatur von 55"
abgekühlt wurde, mit der sie dann in die erste Stufe der Vakuumkristallisation eingebracht
wurde. Auf dieser Stufe wurde sie durchschnittlich 1,5 Stunden gehalten und darauf in die zweite
Stufe der Vakuumkristallisation geführt, wo sie auf 300 abgekühlt wurde, und wo sie etwa gleich
lange verblieb. Die anfallende gekühlte, halbflüssige Mischung wurde dann filtriert und die auskristallisierten
Mischsalze wurden gelagert und in das erste Reaktionsgefäß eingebracht. Der erste
Reaktionstank wurde mit 97,5 kg handelsüblichem, gemahlenem Langbeinit pro Stunde, 208 kg handelsüblichem
6o°Zoigem Kaliumchlorid pro Stunde (wässerige Lösung bei 20° gesättigt), mit 94 kg pro
Stunde Mischsalz und 140 kg Leitungswasser pro Stunde beschickt. Die Zusammensetzung der in das
erste Reaktionsgefäß eingebrachten Reaktionsteilnehmer ergibt sich aus der folgenden Tabelle, die
die Gesamtmengen der verschiedenen Verbindüngen enthält:
Tabelle C
Rohmaterial und Komponenten für die Reaktionsansätze
Rohmaterial und Komponenten für die Reaktionsansätze
Gesamt-kg während der Verfahrensdauer
K | Mg | Na | Cl | SO4 | Unlösl. | H2O |
1620 | 990 | 98 | 171 | 5880 | 33 | |
2650 | 61 | 2495 | 13600 | |||
2820 | 248 | 33 | 2595 | 980 | 1790 | |
12600 |
Gesamt
Langbeinit ,
KCl-Lösung,
Mischsalz ...
Wasser
KCl-Lösung,
Mischsalz ...
Wasser
8792
18806
18806
8466-12600
Gesamtmenge
I 1238 I 192 I 5261 I 6860 I 33 I 27990 I 48664
Die Menge des gewonnenen Kaliumsulfats aus der Zentrifuge belief sich auf 9,98 kg pro Stunde,
auf trockene Substanz berechnet, und ergab folgende Analysezahlen: 42,33.0Zo Kalium, 1,150Zo
Magnesium, 0,07% Natrium, 2,02% Chlor,
53,89% SO4, Rest Wasser und Unlösliches.
Dies entspricht einer errechneten Salzzusammensetzung von 94,34% Kaliumsulfat, 2,44%
Magnesiumsulfat, 2,75 % Majgnesiumchlorid, 0,18% Natriumchlorid, Rest Wasser und Unlösliches.
Von dem Kaliumgehalt des ursprünglichen Rohmaterials, d. h. also Langbeinits und Kaliumchlorids,
wurden 88,1 Gewichtsprozent als Kaliumsulfat gewonnen. Obgleich die gemachten Angaben
eine Ausbeute von mehr als 89 % errechnen lassen, war die ■ wirkliche Ausbeute an Kalium aus den
verwendeten Rohmaterialien nicht so hoch wegen eines Verlustes von annähernd 85 kg Kalium in
den Mischsalzen, der sich bei der 9ostündigen Periode ergab. Dieses ist darauf zurückzuführen,
daß es nicht gelang, in den ersten Stunden des 90 Stunden dauernden Verfahrens ein richtiges
Gleichgewicht der Reaktionsteilnehmer einzustellen. Nichtsdestoweniger wird bei der praktischen
Durchführung des beschriebenen kontinuierlichen Verfahrens die Kaliumausbeute im Durchschnitt
etwa 88 bis 89 Gewichtsprozent betragen.
Claims (3)
- Patentansprüche:i. Verfahren zur Gewinnung von Kaliumsulfat aus Langbeinit und Kaliumchlorid, dadurch gekennzeichnet, daß Langbeinit mit geringem Gehalt an Natriumchlorid mit einem aus dem Verfahren stammenden, einen hohen Gehalt an Kaliumchlorid, jedoch einen geringen Gehalt an Natriumchlorid neben Magnesiumbzw. Kalium-Magnesium-Sulfat aufweisenden Mischsalz in Chlorkaliumlösung bei gewöhnlicher oder mäßig erhöhter Temperatur (etwa bis zu 6o'°) derart ausgerührt wird, daß neben einem im wesentlichen aus Kaliumsulfat bestehenden Bodenkörper nach dessen Abtrennung eine Lösung anfällt, die nach dem Verdampfen bei der Abkühlung wiederum Mischsalze und die Abstoßlauge ergibt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung des Langbeinits unter ständiger Bewegung des Reaktionsgemisches in einer Zeit von etwa 1 bis etwa 4V2 Stunden durchgeführt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Langbeinit zunächst unter Aufrechterhaltung einer Temperatur von etwa 300 mit der Kaliumchloridlösung ausgerührt, hierauf das Mischsalz zugesetzt und die Reaktion innerhalb zweier weiterer Stunden bei etwa 45 ° zu Ende geführt wird.I 5427 9.53
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE890790C true DE890790C (de) | 1953-08-13 |
Family
ID=580931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT890790D Expired DE890790C (de) | Verfahren zur Gewinnung von Kaliumsulfat |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE890790C (de) |
-
0
- DE DENDAT890790D patent/DE890790C/de not_active Expired
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