-
Verfahren zur Herstellung von Chlordioxyd Bei den bisher bekannten
Verfahren zur Herstellung von Chlordioxyd wird stets mit Chloratlösungen ziemlich
hoher Konzentration gearbeitet. Da die Reaktionsgeschwindigkeit bei dem Sinken der
Chloratkonzentration während der Reaktion auf einen bestimmten, von den Reaktionsverhältnissen
abhängigen Wert schnell abnimmt, so bleibt also ein beträchtlicher Teil des Chlorats
in der Reaktionsmischung zurück. Die Umsetzung dieses Chlorats durch Weiterführung
der Reaktion oder die Rückgewinnung lohnt nicht.
-
Außerdem hat die Verringerung der Chloratkonzentration in der Lösung
während der Reaktion eine gesteigerte Ausbeuteverminderung zur Folge, da mit der
gesteigerten Verdünnung gewisse, entweder unter Entstehung von Chlor oder bei unmittelbarer
Reduktion auf Chlorid verlaufende Nebenreaktionen immer mehr überhandnehmen. Insbesondere
ist es der Fall bei den bekannten, mit Schwefeldioxyd arbeitenden Chlordioxydherstellungsverfahren.
-
Die oben angeführten Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch
aus der Welt geschafft, daß anstatt einer Lösung von Chlorat feste oder in Pastenform
übergeführte Chlorate bzw. Chlorat-Chlorid-Mischungen verwendet werden, oder dadurch,
daß für die Chlordioxydherstellung bestimmte feste oder pastenförmige Chlorate mit
indifferenten
anorganischen oder organischen Stoffen vermengt werden,
die nicht imstande sind, an der Reaktion teilzunehmen.
-
Der Zusatz von solchen Stoffen führt sozusagen eine »Verdünnung« des
Chlorats herbei, die eine Verdünnung mit Wasser ersetzt, wodurch die Chlordioxydentstehungsreaktionen
so weit durchgeführt werden können, daß die ganze Chloratmenge verbraucht wird,
ohne daß dabei die C102 Ausbeute in einem untragbaren Grade durch eine Verdünnung
mit Wasser vermindert wird. In gewissen Fällen kann es vorteilhaft sein, wasseraufnehmende
Zusatzstoffe anzuwenden, welche dann auch das bei der Reaktion unter Umständen entstehende
Wasser binden, dessen Verdünnungswirkung dadurch vollständig aufgehoben wird.
-
Weil, es ja für einen gleichmäßigen Verlauf der Reaktion von Bedeutung
ist, daß das Chlorat so gleichmäßig wie möglich in der Reaktionsmischung verteilt
ist, soll für eine kräftige Umrührung der Reaktionsmischung Sorge getragen .werden,
weshalb das Reaktionsgefäß mit einem zweckmäßigen Umrührungs- oder noch besser mit
einem Mahl-und Mischaggregat versehen wird. Die für die Reaktion nötige Wassermenge
soll immer anwesend sein. Sie kann unter Umständen mit Vorteil zusammen mit dem
Chlorat zugeführt werden, das hierbei in Pastenform gebracht wird.
-
Um ein Zusammenballen der feuchten Reaktionsmischung zu vermeiden,
wird dabei beispielsweise Sand eingemischt, und als feuchtigkeitsbindendes Mittel
können z. B. Gips oder Natriumsulfat verwendet werden.
-
Insbesondere bei der Herstellung von Chlordioxyd aus reinen oder chloridhaltigen
Chloraten mittels Schwefeldioxyd nach der Erfindung wurde praktisch chlorfreies
Chlordioxyd unter einem vollständigen oder nahezu vollständigen Verbrauch des zugeführten
Chlorats mit guter - Chlordioxydausbeute erhalten. Das Verfahren nach der Erfindung
bringt noch den Vorteil mit sich, daß die Reaktion nach Belieben durch Einstellen
der Schwefeldioxydzufuhr unterbrochen werden kann, was bei Verwendung von Chloratlösungen
nicht der Fall ist, bei denen die Reaktion noch eine lange Zeit nach dem Aufhören
der Schwefeldioxydzufuhr weitergeht. Nach der Erfindung ist es also möglich, die
Chlordioxyderzeugung, die z. B. für Bleichzwecke dem Bedarf angepaßt werden muß,
nach Belieben zu regeln. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß man die Schwefeldioxydzufuhr
nicht so genau anzupassen braucht wie bei der Anwendung von Chloratlösungen in Abhängigkeit
von der sinkenden Chloratkonzentration. Das Vorhandensein von Schwefeldioxyd im
Reaktionserzeugnis ist leicht feststellbar und ist ein Zeichen dafür, daß die Schwefeldioxydzufuhr
zu reichlich ist.
-
Während der Explosionsgefahr beim Arbeiten mit energischen anorganischen
Reduktionsmitteln, wie Schwefeldioxyd oder Chlorwasserstoff, bei den üblichen Verfahren
durch Umsetzen einer Lösung und insbesondere einer verdünnten Lösung der Chlorate
begegnet wurde, ist ein Vorschlag bekanntgeworden, die energischen anorganischen
Reduktionsmittel zu ersetzen durch milde organische Reduktionsmittel, wie Oxalsäure
oder Zitronensäure, und von trocknen Mischungen auszugehen. Bei dem Erhitzen einer
ungelösten Mischung von Chloraten mit Oxalsäure oder Zitronensäure unter Zufügung
einer geringen Menge Wasser wird freilich die Explosionsgefahr vermieden, dafür
aber die Verunreinigung des Chlordioxyds mit Kohlendioxyd in Kauf genommen. Nach
der Erfindung gelingt es nun, ohne Anwendung von Wasser als Lösungsmittel und Verdünnungsmittel
und ohne die Gefahr einer Explosion zu einem nicht verunreinigten Clordioxyd zu
gelangen, unter Beibehaltung der üblichen energischen anorganischen Reduktionsmittel,
wie Schwefeldioxydgas, durch Erhitzen der ungelösten Chlorate oder Chlorid-Chlorat-Mischungen,
vorzugsweise unter Zufügen von- das entstehende Wasser bindenden Stoffen und festen
inerten verdünnenden Stoffen.
-
Hierdurch werden die Nachteile der Anwendung von Wasser als Lösungsmittel
und Verdünnungsmittel vermieden, es werden ausgezeichnete Ausbeuten an reinem Chlordioxydgas
erzielt, und es wird im Gegensatz zu den bekannten trockenen . Verfahren eine Verunreinigung
mit Kohlendioxyd vermieden.
-
Ferner ist vorgeschlagen, Chlorate zur Vermeidung der Explosionsgefahr
bei der Herstellung von Chlordioxyd unter Verwendung von starker Schwefelsäure aus
diesen Chloraten einzubauen in feste, stückige Massen ergebende Stoffe. Zum Beispiel
wird Kaliumchlorat mit Gips und Wasser nach diesem Vorschlag zu einer Paste vermischt
und das Abbinden des Gipses zu einer harten, trokkenen Masse herbeigeführt. Diese
Masse wird in zerkleinerter Form mit Schwefelsäure unter Beachtung einer oberen
Temperaturgrenze von z. B. 65'o behandelt.
-
Bei einem solchen Verfahren ist die an sich unerwünschte Verwendung
von Schwefelsäure notwendig und die Verwendung von Schwefeldioxyd nicht möglich;
das Vorgehen nach diesem Vorschlag ist zeitraubend, kostspielig und umständlich
und auch insofern nachteilig, als die Chloratteilchen von den Teilchen des abgebundenen
Gipses umschlossen werden, so daß sie durch das Reaktionsmittel (konzentrierte Schwefelsäure)
nicht ohne weiteres angegriffen werden können. Nach der Erfindung hingegen werden
diese Nachteile 'vermieden und die an sich bekannte und vorteilhafte Verwendung
von Schwefeldioxyd ermöglicht; wobei das Chlorat mit dem Schwefeldioxyd leicht reagiert
und bei guter Ausbeute an praktisch chlorfreiem Chlordioxyd das Chlorat vollständig
oder praktisch vollständig verbraucht wird und das Reaktionsgemisch ohne weiteres
gerührt werden -kann.