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Verfahren zur Gewinnung von gut filtrierbarer Magnesia und von Ammoniumsulfat
Das Patent 908 014 sowie die Patentanmeldung W 1213 Ivb!12m und das Patent
913 535 betreffen Verfahren zur Gewinnung gut filtrierbarer Magnesia und
von Amnioniummagnesium-Doppelsalz und sind dadurch gekennzeichnet, daß unter Anwendung
von gasförmigem und wäßrigem Ammoniak, vorzugsweise in doppelt äquivalenter Menge,
und Magnesiumsalzlauge die beiden Ausgangsstoffe unter Rühren kontinuierlich in
eine aus dem Prozeß zurückkommende magnesiumsalzreiche Mutterlauge eingeleitet werden,
die durch Einrühren von Kieserit oder durch Zufügen von Bittersalzlauge in eine
magnesiumsalzreiche Ausgangslauge umgewandelt wurde.
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Es wurde bereits vorgeschlagen, nach Eindampfung auskristallisiertes
Ammoniummagnesiumsulfat erneut mit Ammoniak zu zersetzen, um auf diese weise Ammoniumsulfat
allein neben Magnesiumsiilfat zu gewinnen. Es handelt sich dabei aber um keinen
Kreisprozeß, und es ist infolgedessen das Doppelsalz nicht ein Teil einer MgS0,
reichen Lauge. Vielmehr handelt es sich ausschließlich darum, das Ammoniak unter
völlig anderen Fällungsbedingungen auf dieses äquivalente
Men;;etiverhältnis
von M.-SO, unc @\ H4jzS04 einwirken zu lassen.
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In ""t,eiterr-r Ausbildung dieses Verfahrens wurde nun e fundc-n.
da13 es nach diesem @'erf,tliren auch möglich ist, allein reiner Amnioniumsulfat
neben der Magnesia zu gewinnen.
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Es ist möglich, das ausgeschiedene und ah.getrennte Doppelsalz, beispic@is@veise
(NH4).,S04- Mg S04. 6>H,,0, der Ausgangslauge zur Mg (O H))Z Fällung wieder zuzugeben..
Da mit dieser Maßnahme der im Doppelsalz enthaltene Anteil (N H4),; S04 in die Ausgangslauge
zurückgegeben wird, ist es zweckmäßig, die 11g (O H )@,-Fällung möglichst weit zu
treiben, damit vor. vornherein nur ein möglichst kleiner Teil des Doppelsalzes neben
möglichst viel freiem (NH,,),S04 entsteht.
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Das 1'erhälttiis (N H,).S04 zti NIg'--;0_, läßt sich weitgehend in
Richtung auf die (NH"),,S04-l'ildung verschieben, wenn die# Konzentration der Atisgang-laugu
an Mg S 04 in ranz bestimmten Konzentrationsgrenzen gehalten wird. 1>,t-; der Fällungsteinperatur
von etwa 60 und einem praktisch korstanten Gehalt von etwa So g; l freiem N H.,
erbebet: sich etwa folgende Werte:
| Ausgangs- Verhältnis |
| lauge Fällungslauge (NHt),SO, |
| zu |
| g:1 MgS0, g, l (NH,)3S04 @ g(1 M9S04 MgS04 |
| 405 2q2 I 94 3,1 : 1 |
| 352 250 70 3,57:I |
| 2 96 214 57 3,75:I |
| 204 1t3 37 4,41' 1 |
Diese Werte zeigen, daß als wirtschaftlichstes Konzentrationsgebiet für die Ausgangslauge
die Konzentration von a50 bis
350 g/1 117S04 angesehen werden kann. Bei höherer
Konzentration wird neben 11g (O Hj auch das Doppelsalz mit auskristallisiert, und
bei niedrigerer Konzentration erhöht sich der Energieaufwand für die anschließende
Salzgewinnung.
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Es ist aber auch möglich, ein günstiges Verhältnis (NH4)1S04 zu 19S04
dadurch zu erhalten, daß die Konzentration an freiem NH_, auf bestimmte Werte festgelegt
wird.
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In einer Ausgangslauge mit 248 g,1NlgS04 wird bei etwa 6o" als Fällungstemperatur
mit 5o g(1 freiem N H3 ein Verhältnis von rund 3 : 1, dagegen mit So 7!i1 von rund
4 : i erreicht.
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Es hat sich nun gezeigt, daß eine weitere Erhöhung, auf beispielsweise
120 g.'1 freies NTH3, keine Änderung dieses Salzverhältnisses mehr bringt. Diese
Feststellung ist überraschend und liegt wohl daran, daß bei solchen Konzentrationen
keine Dissoziation des gasförmigen und gelösten N H, mehr stattfindet, so
daß keine das Gleichgewicht beeinflussende N H4 Ionen mehr gebildet werden.
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Es wurde also das optimale Verhältnis der anzuwendenden Konzentration
an freiem NH3 mit So bis ioo g1 gefunden, die früher vorzugsweise mit nur 4o g'1
angegeben wurde. -Es zeigt sich aber auch, daß es nicht notwendig ist, die Konzentration
an freiem N H3 während der Fällung zu steigern, sondern daß diese vielmehr vom Beginn
des gemeinsamen Zuleitens der Lauge und des Ammoniaks in die vorgelegte Lauge an
praktisch kunstant gehalten werden kann, wodurch sich der Vorteil genauen und einfacheren
Arbeitens ergibt.
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Ferner wurde gefunden, daß 1>uislyielsweis(@ aus 35 in3 Lauge mit
der Konzentration 2-l0 g!l MgS0" i,# g/1 iN H4;"S04, mit Ammoniak in einer Vorlage
von 2 m3 Lauge gleicher Konzentration in einer Fä llungszeit von etwa 3 Stunden,
bei einer Konzentration an freiem N H, zwischen 55 und 64 gi'l und einer
Fällungstemperatur von etwa (>o' sofort ein klar filtrierbares Fällungsprodukt mit
einem überraschend niedrigen Wassergehalt von nur 3011/,y anhaftendem Wasser erhalten
wird. 1'i'ird dagegen diese Fällung unter gleichen Bedingungen mit nur beispielsweise
3 bis 4 m3 Ausgangslauge durchgeführt, so entsteht dabei ein Fällungsprodukt finit
.I5111711 anhaftendem Wasser.
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Diese erhebliche Erniedrigung des Gehaltes an anhaftendem Wasser bei
Anwendung einer größeren Menge Fällungslauge ergibt natürlich für den anschließenden
Trockenprozeß bedeutende Einsparungen.
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Es wurde weiterhin gefunden, daß nach Beendigung einer etwa in 3 Stunden
durchgeführten Fällungsreaktion, bei der beispielsweise eine Lauge mit 198 g; l
(N H4)2 S04 und 72 g(1 11g S04 bei 70 g,'1 N H, vorliegt, eine Nachreaktion
stattfindet. Nach einer weiteren Stunde, bei der lediglich langsam gerührt wird,
erhöht sich die Konzentration an (N H4)3S04 auf 208 g_3 und vermindert sich
gieichzeitig die Konzentration an M9S04 auf 64 7:l. Danach klingt diese Umsetzung
ab, und weiteres Rühren bringt keine Zunahme der (N H4)2S 04 Konzentration, höchstens
einen Rückgang als Folge einer Abnahme der NU,-Konzentration.
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Alle diese Maßnahmen gestatten erstmalig, diese Fällungsreaktion unter
genau bekannten Bedingungen durchzuführen und unter Variation der Ausgangskonzentration
an 17S041 bei ansteigendem oder konstantem Gehalt an freiem N H, bestimmter
Konzentration unter Ausnutzung des Nachrühreffektes, ein ganz bestimmtes, hohes
Verhältnis von (N H4)zS04 zu 19S04 in der Fällungslauge herbeizuführen und dabei
auch eine Magnesia mit niedrigem Wassergehalt zu gewinnen-Es' können beispielsweise
aus 64 m3 Lauge mit 330 gil Mg S 04 11,5 t feuchtes Mg (O H), mit 30 °11 anhaftendem
Wasser und ii t Ammonsulfat neben 15,8, t Doppelsalz gewonnen werden.
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Letzteres enthält 5,3 t 19S04, die mit der äquivalenten Menge an (N
H4)2 S 04 in die Fällungslauge der Mg(OH)2-Fällung zurückgeführt werden. Dies sind
etwa 2501'. der aufzuwendenden Menge an 11g S 04. Durch den dadurch verursachten
Ausgangsgehalt ar_ (N H4) ; S 04 werden aber die beschriebenen :Maßnahmen zur Durchführung
der Fällungsreaktion nicht beeinflußt, denn das Gleichgewicht der Umsetzung ist
lediglich von dem Endgehalt an (NH,,)2SO," abhängig.