DE930747C - Verfahren zur Gewinnung von chlorid- und natriumsalzfreiem Kaliumnitrat - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von Chlorid- und natriumsalzfreiem Kaliumnitrat

  Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ge-

  winnung von Chlorid- und natriu@msallzfreiem

  Kaliumnitrat.

  Kalnumnitrat wird im allgemeinen nach der

  klassischen Methode der Umwandlung von Kaliu m-

  chlori:d mit Natriumnitrat geTnäß nachlstehender

  Gleichung :hergestellt:

  KI C-+. Na N 03 = K N O3 + Na Cl.

  Dieses Verfahren beruht auf den charakteristischen

  Lös,lieheiten der beiden Salze, von denen das

  Natriumchdor@i,d bei den verschiedenen Te:mpera-

  turen eine fast gleichbleibende Löslichkeit besitzt,

  während das Kal.iumnitrat bei niedirib n Tempera-

  turen nur gering, bei roo° jedoch sehr gut löslich

  ist. Wenn bei diesem Verfahren in Anwesenheit einer gesättigten Natri,wmchloridlösung gearbeitet wird, so ist es ohne weiteres verständlich, da,ß die Gewinnung eines ohlorid- und nabriumsalz.freien Kaliumnitrats in; kristalliner Form äußerst schwierig ist.
• Es wurden in letzter Zeit verschiedene Verfahren zur Gewinnung von Kalnumnitrat vorgeschlagen, durch welche .die, angeführten Schwierigkeiten' überwunidien werden sollen, doch wu,rd-,e- die gestellte Aufgabe. der Gewinnung eines völlig Chlorid- und natriums,alzfrenen Kaliu@mnntrats bisher nicht zufriedenstellend gelöst.
• Das erfindungsgemäße Verfahren beschreitet einen völlig anderen Weg als die obenerwähnten

  bekannten Verfahren und wird im Laufe des Her-

  stellungsverfahrens von Weinsäure .aus kalium-

  bi:tartrathiaItigen weinsauren Rohstoffen ver-

  wirklicht.

  Das Verfahren zur Gewinnung von Weinsäure

  aus weinsauren Rohstoffen `wird' folgendermaßen

  ausgeführt. Die weinsauren Rohstoffe enthalten

  gewöhnlich Kaliumbitartrat i.n hohen. Anteilen und

  Galciumtarbrat in geringen Mengen. Sie werden

  in der Wärme mit Calciu @mcarbonat bz.w. CaIci.um-

  hydiroxyd bzw. Calciumoxyd und :mit CaIcium-

  ch1oiriidi (oder mit entsprechenden Mengen von

  Chdorwa:ssers.tof und Calciumcarbonat bzw: Cal-

  ci-umhy:d@roxyd) behandelt, .um :das Kal!iiurn!bitartrat

  gemäß nachstehender Reaktionsgleichung in, Cal-

  ciumtarbrat und Kaliumdhlorid umzusetzen, wobei

  das im

  enthaltene Calciumtartret

  unverändiertbleibt:

  2 C4 H5 06 K + Ca(O H) 2 -[-- Ca C12

  =:2 C4 H4 06 Ca-!+!2 K C:l+ 2 H2 O.

  D.as durch Filtrieren abgetrennte und dann zwecks

  Entfernung ides Kaliumohlorids, des Calciitrm-

  chloriids und der anderen Verunreinigungen au:s-

  ge-NNvaschene Calciumtartrat wird sodann :in. Wein-

  säure umgewandelt. Die Kaliuimohlomid, CaIciu.m-

  chlarid un'Verunreinigungen enthaltende filtrierte

  Lösung geht bei: diesem Verfahren, zusammen. mit

  den Waschwässern verloren.

  Es ergibt seich ,somit, idaß bei diesem bekannten

  Verfahren zur Gewinnung von Weinsäure der

  beträchtliche Überschuß an Calciumchlarid, der zur_

  Vermeidung größerer Weinsäu:reverl@as@te in Gestalt

  lösilicher weinsaurer Salze verwendet werden -muß,

  einerseits die Herstellungskosten der Weinsäure

  unigünstig beeinflußt und' andererseits mit dien Ab-

  wässern verlorengeht. Weiter geht auch sämtliches

  in den weinsauren Rohstoffen enthaltene Kalium

  als: Kali@n@in#chl.oirdd mit den Abwässern verloren, da.

  ein, Eindampfen der Abwässer wegen ihrer äußerst

  starken Verdünnung unwirtschaftlich und die

  Menge des in Form von K Cl zu gewinnenden K2 O

  äußerst gering ist.

  Erfindungsgemäß wird- nun eine den weinsauren

  Rohstoffen anhaftende Eigenschaft, .und zwar .die-

  jenige, daß sie Chlorid- und natriumsalzfrei sind

  (welche Eigenschaft bisher unbeachtet belieb, und

  nicht (ausgewertet wurde), wirtschaftlich zur Ge-

  winnung von Kali@umni.tr.at verwendet, wobei sich

  dies. erfindungsgemäße Verfahren in ein Verfahren

  zur Hersibellung von Weinsäure, unter zweck-

  mäßiger Abänderung desselben, ohne daß dadurch

  die Herstelilung der Wennsäwre selbst erschwert

  wird, eüngl@iediert.

  Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch

  gekennzeichnet, daß kal;iumbitairtrathaltige wei-n-

  s-aure Rohstoffe nach Vermählung und anschließen-

  dem Dairren in einem wäßrigen Medium suspen-

  diert werden, die Suspension mit Calciumoarbonat

  oder Calcüumhydroxyd oder Calciumoxyd bis zur

  Bildung von neutralem, in Lösung verbleibendem

  Kaliumtartr.at und kriistaMinem Calciumtartrat

  versetzt und: .diese neue Suspension mit .einer kon-

  zentrierten Calciumnitratlösung behandelt wird,

  um. das neutrale Kaliumtartrat in kristallines

  Caloiumtartrat und in Kaliumnitrat, das :in Lösung

  verbleibt, um iusetzem, und daß diese Lösung nach

  Abtrennung des Calciumtartrats. zur Gewinnung

  von Kaliiumrnitrat der Kristal,lisarbion unterworfen

  wird; wonach das er hailtene krista,l;line- Kalii,uimnitra;t

  nochmals umkrIstallisiert wird.

  Um die Konzentration der sich. bildenden

  K.aliunnnitratlösung noch zu. erhöhen, ist es erfin-

  diungsgemäß :möglich, als wäßriges Medium bei

  ,dem oben igekennzeichneten Verfahren die aus. der

  Waschung des Caloiumtartrats in einem vorher-

  gehenden Um@setzungsprozeß stammende Kalium-

  nitratlösung bzw. die Mutterlauge deir Kali.um-

  n,ibratkriistalliiisation zu verwenden.

  Durch das, erfindungsgemäße Verfahren wird er-

  reicht, daß an.Sbelle eines Überschusses an Calcium-

  chlorid nur eine wenig über der theoretischen

  Menge liegende Menge an Calciumnitrat zur Um-

  setzung (benötigt wird. Das gesamte K,0 der

  weinsauren Rohstoffe sowie sämtliche Salpetersäure

  des als Fällmittel verwendieten Calci,umniitrats

  werden als technisch völlig reines (Reinheitsgrad

  99,901o) chlor- und natriumsulzfreies Kalium,nitrat

  gewonnen.

  Das erfindungsgemäße Verfahren -wird. wie folgt

  durchgeführt: Die feingemahlenen weins.auren Roh-

  stoffe werden nach dem Darren in der Wärme- in

  eineu- wäßrigen Lösung siuspendiert und gemäß den

  nachstehendien Gleichurigen zunächst mit ge-

  mahlenem natürlichem Calcinmcarbon@at oder Cal-

  ciu@mhydraxyd oder Calciumoxyd und darauf mit

  Cail:ciiumniiitr.at ä@n geringem Überschuß behandelt,

  um sämtliche Weinsäure .in Form von Calcium-

  tar trat a"uszuiä!llen, während das vorhandene

  Kalium als Kaliumnitrat in Lösung verbleibt:

  2C4H506K+CaC03

  = C4 H4 06 Ca + C4 H4 06 K2 + C 02 + H2 0

  C4 H4 06 K2 -I- Ca(N 03) 2

  =C4H406Ca+2 KN03.

  D.as Calciumtartrat wird .durch Filtrieren von der

  Kaliumnmtratlös,un@g getrennt und dann mit warmem

  Waisiser gewaschen. Die Waschwässer werden bei

  einem folgenden Umsetzungsprozeß wiedier in den

  Kreislauf gegeben, um .sämtliches Kalium zurück-

  zugewinnen und konzentrierte Kal:iumn.itrabl.ö@sun-

  gen. herzustellen.

  Das sodann bis zurr Nibrab£reiheiit mit kaltem

  Wasiseir gewaschene Calciumtartrat wird schließlich

  nach den üblichen Verfahren in Weinsäure über-

  geführt.

  Die abenerwähnten Arbeitsgänge können in be-

  sbehend'en Anlagen zur Erzeugung vorn Weinsäure

  durchgeführt werden, wobei höchstens geringfügige

  Anpassungen vorzunehmen sind, während für die

  Arbeitsgänge zur Reinigung und Umkr.iistalili,sation

  dies Kad;iumniiibrats nur sehr einfache Anlagen er-

  forderlich sind.

  Wenn, nötig, d(. h. wenn,diie Kaliiumnitr.atl.ösung

  wegen zu weitgehender Verwendung von Weinsatz

  bzw. von Weinhefe im Gemisch der weinsauren

  Ausgangsstoffe sehr stark verunreinigt ,ist, wird

  sie einer Klärung, unterworfen; d. h. sie wiird, um

  dien Großteil der Verunreinigung in fester Form

  abzuscheiden, siedend mit Calciumhydroxyd

  alkalisch gemacht, wodurch dlie me:is.tens o@rgani-

  schen Stoffe koagulieren. Danach wird die Lösung

  filtriert.

  Die Gewinnung von unreinem Kaliu.mnitrat aus

  dieser Lösung und das naohfoIgend.e Umkrista.lli-

  sieren auf reines Kali,urnnitrat ist in der Durch-

  führung bila,ig und erfordert niu:r wenig Dampf, da

  mit stairk konzentrierten und, fast reinen Lösungen

  gearbeitet wird, die chloirid- und natriumsalzfrei

  sind, was die- Erzielung eines technisch chlo,rid-

  freien, äußerst reinen Salzes, so, wie es vom Handel

  gefo,r:deirt wird, begünstigt.

  An einem praktischen Ausführ@ungsbe,i,spi.el wird

  das erfindungsgemäße Verfahren noch näher er-

  läutert: In einem mit Rührwerk versehenen Holz-

  behälter werden. in dien Waschwässern der Tartrate

  eines vo@r!hergeihenden Prozesseis 330 kg feiin-

  gemaih:lene weinsaure Rohstoffe, nach vorherigem

  Darren derselben, siuspenidiert. Die Rohstoffe haben

  einen Weinsäuregehalt von 50°/o, ,der sich, aus

  188 kg Kalii-umibitartrat unid 26 k g Calciumtartrat,

  entsprechend insgesamt 165 kg Weinsäure, zu-

  sammensetzt. Dia Masse wird auf 8o bis 9o°

  erhitzt, und es- werden nach und nach 52 kg ge-

  mahlenes natürliches Calciumcarbo,na.t (odier eine

  entsprechende Menge Calciiumhydro@xyd bzw. Cal-

  ci.umoxyd) hinzugegeben. Nach Aufhören des

  Sc,häumens fügt man 86.kg Calci,umnitrat, berechnet

  auf iooo/o Ca(N03)2 (das m-it den entsp:reichen.den

  Mengen von Salpetersäure aus Calciumcarbo@niat

  oder -hy,d!roxyd heirgestellt werden kann) hinzu,

  wobei diie Temperatur noch etwa i Stunde auf 8o

  bis 9o° gehalten wird.

  Nach beendigter Reaktion enthält die Suispens,ion

  286 kg gefälltes Calcitumtartrat, ioi kg Kali.um-

  nitrat und .4 kg iooo/oiiges Calciumniitrat (im Über-

  schuß verwendet), außer den Nitratmengen, die in

  dien Waschwässern der Tartrate des vorhergehen-

  den Umsetzungsprozesses enthalten waren.

  Die Suspension wird warm filltrieirt, und die das

  erzeugte Kaliuimnitrat endhaltende Lösung gelangt

  in die Anlage zur Gewinnung des Nitrats. Das

  noch warme mit Nitratlösung getränkte Calcium-

  tartrat wird mit einer entsprechenden Menge

  warmen Wassers waschen, um fast das geis@amte

  Kaliium:nii:trat zu entfernen. Dieses Was,chlvasser

  wird( sodann in einem folgenden Prozeß wieder

  verwendet. Das Calciumtartrat wird nun weiter

  mit kaltem Wasser (zu,r Verhinderung von Ver-

  luisten an Tartrat durch Löslichkeit) bii!s zur Ent-

  ferniung jeder Spur von Nitrat gewaschen, wonach

  es i.n die übliche Anlage für diie Extraktion der

  Weinsäure gelangt. Die kalten Waschwässer wer-

  den, -die sich ihre Weiterverwendung und Konzen-

  trationnicht lohnt, verworfen.

  In der Anlage zurr Gewinnung des Nitrats wird

  die, Kaliiumnitratlösung, gegebenenfalls nach Klä-

  rung derselben, aufainanderfolgenden Kristallisie-

  rungen und Konzentrierungen zwecks Abtrennung

  des rohen, zu reinigenden Kakumnitrats unter-

  woirfen, wobei däs im Überschuß verwendete

  Calciiumndtrat iin gier M.utterlauige, die konzentriert

  wird, verbleibt, und: diie (so lange sie nicht allzusehr

  verunreinigt ist) einem nachfolgenden Umsetzungs-

  prozeß zugeführt wird, um das Calciumn.itrat

  wiederzugewinnen und den Verbrauch d'ieser Veir-

  binid(ung bis auf eine, der s.töchiometrisch erfoir,der-

  liahen Menge sehr nahe kommende Menge herab-

  zusetzen.

  Aus. der Umkristallisation .dies rohen Kailium-

  nfrats erhält man leicht ein äußerst reines KaIiiinm-

  nitrat (R.eiinh@eiitsgr,ald 99,9°/o)# das absolut chilbmid-

  frei isst.

  Zusammenfassend kann ,gesagt werden, daß mit

  dem erfindungsgemäßen Verfahren, unter Berück-

  sdehtigunig der pir,aktisch@en Ausbeuten, zur Ver-

  arbeitung von ioo kg Weinsäure, d!ie in wein-

  sauren Rohstoffen mit miittlerem Weinsäuregehailt

  von 5o11/o enthail.ten: sindi, ungefähr 51 bis 52 kg

  ioo"/oiges Calciumnitrat und 32 kg gemahlenes

  Ca:lciumcairbonat verbraucht wenden und ungefähr

  5814 gereinigtes, ohlorid:freies Kaliu:rnniitrat er-

  alten werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahiren zur Gewinnung von ch:lorid- und natrium,saazfre#ie#m Kalii.umni-trat, dadurch ge- kennzeichnet, daß kaliumibitartrathaltiige- wein- saure Rohstoffe nach Vermaihlung und an- schließendem Darren in einem wäß.rigen Med'li.um suspendiert werden, die Suspenis.ion m-i@t Cailciumcarbonat oder Calciu irnhyd,roxy d oder Calc,iumoxyd biis zur Bildung von neu- tralem, in Lösung verbleibendem Kafiurntartrat und kristallinem Calciumtartrat versetzt und diese neue S.uspens@ion mit einer konzentrierten Calciumn@itratlösung behandelt wird', um dies neutrale Kalüumtartrat in kristallines. Ca@cium- tairtrat und irr Kahumnitrat, dies in Lösiunig ver- bIeibt, umzusetzen, und ,daß diese Lösung nach Abtrennung des Calciumtairtrats zur Gewinnung von Kali:umnitrat der Kris,tal,liisia"bion unter- werfen wird, wonach das erhaltene kristalline Kah,umnitrat umilcri,stal;liiis,i-ert wird. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch ge- kennzeichnet, .d'aß man zur Erhöhung der Konzenitration gier sich. bildenden Kaliumnitr-at- lösung als wäßriiges Medium diie .aus. der Waschung dies Calciumta-rtrats in einem vor- hergehenden Umsetzungsprozeßstammende Kail,iumnitratlösung bzw. die Mutterlauge der Kal.iiumnitir,atkr-i,stall.is,ation verwendet.