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Verfahren zur Erzeugung staubfreien und grobkörnigen Chlorkaliums
Das Patent 926 783 hat ein Verfahren zur Erzeugung grobgranularen Chlorkaliums
aus Kalirohsalzen durch stetige Abkühlung der daraus hergestellten heißgesättigtenChlorkaliumlösungen
unter Rückführung von Impfkristallen, aus denen die Feinkornanteile durch Klassierung
vorher entfernt wurden, zum Gegenstand. Wie dort nachgewiesen wurde, haben Feinkornanteile
in den Impfkristallen eine sehr ungünstige Wirkung auf die Kornzusammensetzung des
Endkristallisats, da sie bei den wirtschaftlich in Frage kommenden relativ hohen
Abkühlungsgeschwindigkeiten der Lösung keimauslösend wirken und damit zusätzlich
Unterkorn erzeugen. Es ist daher in dem genannten Hauptpatent vorgeschlagen worden,
aus den Impfkristallen durch Klassierung zunächst die Unterkornanteile abzutrennen
und diese einer besonderen Verarbeitung zuzuführen.
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Die Abtrennung des Unterkorns aus den Impfkristallen erfordert nun
aber besondere technische Maßnahmen und Einrichtungen sowie eine getrennte Aufarbeitung
der störenden Unterkornanteile, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ungünstig
beeinflulit wird.
Es hat sich nun erfindungsgemäß gezeigt, daß man
die ungünstige Wirkung der Unterkornanteile der Impfkristalle dadurch vollkommen
beseitigen kann, daß man gemeinsam mit den Impfkristallen geringe Mengen oberflächenaktiver
Substanzen zu der zur Kristallisation kommenden heißen Lösung zugibt. Die Wirkung
dieser oberflächenaktiven Stoffe beruht offensichtlich darauf, daß sie ganz allgemein
keimauslösende Aktivstellen der Impfkristalle blockieren und damit die für den genannten
Zweck schädliche Wirkung dieser Aktivstellen beseitigen. Gleichzeitig tritt, wie
einwandfrei nachgewiesen werden konnte, eine agglomerierende Wirkung auf das Unterkorn
ein. Hervorzuheben ist weiterhin, daß nicht nur die Aktivstellen des Feinkorns des
zur Kristallisation kommenden Chlorkaliums, sondern ganz allgemein auch Aktivstellen
irgendwelcher in der Lösung suspendierter Trübestoffe, z. B. sogenannte Schlammbildner,
blockiert werden und damit auch ihre keimauslösende Wirkung weitgehend beseitigt
wird.
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Aus einer Reihe von oberflächenaktiven Stoffen, die für diesen Zweck
herangezogen wurden, erwiesen sich beispielsweise das Pektin, das Prästabitöl und
die Alginate als gut wirksame Stoffe, da sie die erforderliche, die Keimbildung
verzögernde Eigenschaft aufwiesen. Als besonders wirksam ergab sich jedoch ein Zusatz
aliphatischer primärer Amine bzw. ihrer Salze mit einer Kettenlänge von 8 bis 2o
C-Atomen. Auch Alkoholsulfate und -sulfonate mit einer Kettenlänge von vorzugsweise
8 bis 14 C-Atomen sind ebenfalls in der angegebenen Richtung wirksam, obwohl sie
in quantitativer Hinsicht die Wirkung der Amine nicht erreichen. In der Abb. i ist
die Wirkung an Hand von Kornverteilungskurven dargestellt. Die Kurve I stellt die
Kornverteilung des Kristallisats dar, das bei der Abkühlung einer heißen Chlorkaliumlösung
ohne Rückführung von Impfkristallen und ohne Zusatz obenflächenaktiver Stoffe erhalten
wird. Kurve II stellt die Kornzusammensetzung dar bei Zusatz von 5 % der Gesamtkristallisatmenge
in Form von Unterkorn als Impfkristalle von der Kornzusammensetzung o,i bis o,i5
mm. Man sieht, daß insbesondere bei den gröberen Fraktionen eine deutliche Verschlechterung
gegenüber Kurve I zu verzeichnen ist. Kurve III stellt die Kornzusammensetzung des
Kristallisats dar bei Zugabe von wiederum 5 % der Gesamtkristallisatmenge in Form
von Unterkorn (o,i bis o,i5 mm) unter gleichzeitigem Zusatz von io mg/1 Oleylaminchlorhydrat.
Wie die Kurve zeigt, ist die Wirkung außerordentlich günstig, und zwar sowohl was
die Kornverteilung der gröberen Kornfraktionen anbetrifft, als auch in bezug auf
die Anteile der schädlichen Kornklassen. Die Kurve IV zeigt die Kornverteilung des
Kristallisats ohne Impfkristallzusatz, jedoch bei Zusatz vpn wiederum io mg/1 Oleylaminchlorhydrat.
Auch hier zeigt sich eine gegenüber der Kurve I sehr deutliche Verringerung der
Unterkornanteile zugunsten der Grobkornanteile. Der Verlauf der Kurve IV gegenüber
Kurve I beweist, daß auch ohne Impfkristallrückführung bereits eine die Keimbildungsgeschwindigkeit
herabsetzende Wirkung des zugesetzten Anins festzustellen ist.
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Die Wirkung des Zusatzes oberflächenaktiver Substanzen wird durch
folgende festgestellte Zahlen noch besonders sinnfällig Bei Abkühlung einer an Chlorkalium
und Steinsalz gesättigten Sylvinitlösung von go auf 35'° in 15 Minuten entstehen
ohne Zusatz oberflächenaktiver Stoffe und ohne Impfkristallzusatz aus einer bestimmtenVolumeinheit
ioooooKristallindividuen, bei Zugabe von 65 ooo Körnern als Impfkristalle von der
Kornklasse o,i bis o,i5 mm (Unterkorn) entstehen ohne Aminzusatz unter denselben
Versuchsbedingungen 130 ooo Kristallindividuen, bei Zugabe von io mg/1 Oleylamin
unter sonst gleichen Bedingungen jedoch nur 38 ooo Kristallindividuen, während bei
Abkühlung der Lösung ohne Impfkristallzusatz, jedoch bei Zugabe von io mg/1 Oleylamin,
66 ooo Kristallindividuen entstehen.
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Da die Gewichtsmenge des aus der Lösung auskristallisierten Chlorkaliums
in allen Fällen dieselbe ist, lassen sich aus der Kornzahl direkt Schlüsse auf die
mittlere Korngröße des anfallenden Kristallisats ziehen.
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Es ist weiterhin ganz besonders hervorzuheben-und dies stellt ein
wesentliches Kennzeichen der Erfindung dar-, daß erst durch die Kombination
von Impfkristallrückführung und Aminzusatz bzw. anderer obenflächenaktiver Stoffe
die entscheidende kornvergrößernde Wirkung zu erzielen ist. Dies geht sehr anschaulich
aus Abb. 2 hervor.
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Kurve I dieser Abbildung stellt die Kornverteilung des Kristallisats
dar, das erhalten wurde durch einmalige Rückführung von 5o Gewichtsprozent des ohne
Impfung erhaltenen sogenannten Primärkorns (Kornverteilung des Primärkorns s. Abb.
i, Kurve I), und zwar ohne Unterkornabtrennung und ohne Aminzusatz. Kurve II der
Abb. 2 zeigt die Kornverteilung des Kristallisats, ebenfalls erhalten durch einmalige
Rückführung von 5o Gewichtsprozent des ohne Impfung erhaltenen Primärkorns, wiederum
ohne Unterkornabtrennung, jedoch unter Zusatz von jeweils io mg/1 Aminchlorid.
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Da im stetig laufenden Betrieb die Impfkristalle nicht nur durch einmaligen,
sondern durch stetig wiederholten Umlauf gewonnen werden, ergibt sich für die Praxis
eine noch wesentlich günstigere Wirkung als aus Abb. 2 ersichtlich.
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Die praktische Durchführung des Verfahrens gestaltet sich so, wie
in Abb. 3 des Hauptpatents dargestellt, jedoch mit dem Unterschied, daß der Klassierer
I zur Unterkornabtrennungwegfällt und an dessen Stelle der Zusatz oberflächenaktiver
Stoffe zur heißen Lösung tritt.-Die Wirkung anderer normaler aliphatischer Amine
im Bereich von 8 bis 2o C-Atomen unterscheidet sich praktisch nicht von der Wirkung
des Oleylamins, während die Wirkung der Alkoholsulfate und -sulfonate sich von der
in der Abbildung dargestellten Wirkung des Oleylamins nur in quantitativer, nicht
aber in qualitativer Hinsicht unterscheidet.
Der auffallend geringe
Aufwand an oberflächenaktiven Stoffen in einem Bereich von 3 bis 2o mg/1 ist begründet
durch die sinnvolle Kombination der Rückführung eines Teiles des Kristallisats und
der gleichzeitigen Zuführung oberflächenaktiver Stoffe zwecks Gewinnung eines staubfreien
und grobkörnigen Chlorkaliums- Das Verfahren ist auch bei Verwendung dieser geringen
Mengen an oberflächenaktiven Stoffen voll wirksam und seine Wirtschaftlichkeit damit
gewährleistet.
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Es ergibt sich also aus den hier gemachten Feststellungen, daß durch
Zusatz von oberflächenaktiven Stoffen der genannten Art zu den zur Kristallisation
kommenden heißen Lösungen zunächst primär bereits ein unterkornarmes Kristallisat
anfällt und daß weiterhin bei Rückführung eines Teiles des Gesamtkristallisats als
Saatkorn zur heißen Lösung auch ohne Entfernung der noch vorhandenen Unterkornanteile
ein grobgranulares, unterkornfreies Produkt zu gewinnen ist. Der V urteil des Verfahrens
liegt also gegenüber der Arbeitsweise des Hauptpatents insbesondere darin begründet,
daß es nicht mehr erforderlich ist, durch Klassierung vorher die Unterkornanteile
aus den Impfkristallen herauszunehmen und gesondert aufzuarbeiten. Dadurch wird
eine wesentliche Vereinfachung und damit erhöhte Wirtschaftlichkeit erzielt.