DE974061C

DE974061C - Verfahren zur Herstellung von reinem Kalisalpeter

Info

Publication number: DE974061C
Application number: DEG8113A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl-Ing Schmalfeldt; Wilhelm Dr Vollmer
Original assignee: Gewerkschaft Victor
Current assignee: Gewerkschaft Victor
Priority date: 1952-02-08
Filing date: 1952-02-08
Publication date: 1960-09-01

Description

Verfahren zur Herstellung von reinem Kalisalpeter Kalisalpeter wird gewöhnlich hergestellt durch Konversion von Natronsalpeter mit Kaliumchlorid. Die Löslichkeitsverhältnisse des beständigen Salzhaares Natriumchlorid und Kaliumnitrat sind aber verhältnismäßig ungünstig, so daß es einer mehrfachen Raffination bedarf, um technisch reine Ware zu erzeugen. Nach einem anderen Verfahren wird Kaliumnitrat durch doppelte Umsetzung von Calciumnitrat mit Kaliumsulfat gebildet. Dabei sind verschiedene Varianten zwecks Gewinnung des festen Salzes bekannt. Einmal wird die vom Gips abgetrennte Mutterlauge eingedampft. Verfährt man so, so wird ebenfalls kein reines Produkt erhalten, denn beim Eindampfprozeß kommt es zur gleichzeitigen und relativ reichlichen Abscheidung von in der Lauge gelöstem Calciumsulfat. Zum anderen wird der Prozeß konzentrationsmäßig so eingestellt, daß man den Kalisalpeter durch Abkühlung ausscheidet. Über den Reinheitsgrad werden meistens nur vage Angaben gemacht; in einem konkreten Fall wird ein 98o/oiges Kaliumnitrat erhalten.
Die Bemühungen, nach der letzteren Verfahrensvariante zu einem möglichst reinen Produkt zu kommen, basieren auf recht gegensätzlichen Methoden. So wird einerseits davor gewarnt, bei der Umsetzung überschüssiges Calciumnitrat zu verwenden, weil sonst Kristallisate erhalten werden, die Calciumnitrat enthalten und daher hygroskopisch sind. Auf der anderen Seite wird ein großer Überschuß an Calciumnitrat gefordert, damit die unwirtschaftliche Bildung von Doppelsalzen vermieden wird. In beiden Fällen soll, wie gesagt, »reines« Kaliumnitrat gewonnen werden.
Die bei der doppelten Umsetzung zwischen stöchiometrischen Mengen von Kaliumsulfat und Calciumnitrat resultierende Lauge hat eine gewisse Lösefähigkeit für den entstandenen Gips. So nimmt es nicht wunder, daß beim Abkühlen dieser Lauge ein Teil des gelösten Gipses mit dem Kalisalpeter ausgeschieden wird. Diese Menge ist unter Umständen so groß, daß der Salpeter für manche Zwecke nicht brauchbar ist, es sei denn, er wird einer nachträglichen Raffination unterworfen. Bei dem Verfahren unter Anwendung eines großen Überschusses an Calciumnitrat (27,6°/o in der abzukühlenden Lauge) ist dagegen eine erhebliche und nicht tragbare Menge an Calciumnitrat im Kristallisat enthalten.
Es ist also so und so notwendig, das Produkt in einem anschließenden Verfahrensgang zu raffinieren, um zu einer Qualität zu kommen, wie sie für technische Ware gefordert wird.
Diesen Nachteil vermeidet die vorliegende Erfindung. Sie weist einen Weg, wie man ohne jede Nachbehandlung, d. h. in einem einzigen Verfahrensgang, das zu erstrebende Ziel erreicht. Zu diesem Zweck wird die Umsetzung zwischen an sich stöchiometrischen Mengen von Calciumnitrat und Kaliuinsulfat in einer Kreislauflauge bei einem bestimmten Überschuß an Calciumnitrat durchgeführt. Die Kreislauflauge ändert während der einzelnen Stufen des Prozesses ihre Zusammensetzung so durch das Ausscheiden des Gipses, das Auskühlen des Kalisalpeters und das Abdampfen des mit der Calciumnitratlösung eingebrachten Wassers. Der Überschuß an Calciumnitrat wird zweckmäßig durch diese Kreislauflauge zugeführt; er liegt jedoch weit unter dem obengenannten Wert und hat nicht dessen nachteilige Folgen. Er wird so gehalten, daß bei der Umsetzung 2°/o Ca-Ionen (absolut genommen) mehr vorhanden sind. Bei der ersten Inbetriebnahme des Verfahrens wird er vorzugsweise dadurch erzeugt, daß das molare Verhältnis der zur Reaktion gebrachten Mengen K2 S 04 : Ca (N 03) 2 =o,92 ist und allmählich auf i,o gesteigert wird.
Die Bedeutung des geschilderten einstufigen Verfahrens wird noch dadurch erhöht, daß man an Stelle reinen Kaliumsulfats mit gleichem Erfolg auch ein Rohsalz von beispielsweise nur 85°/oiger Reinheit anwenden kann. Diese Möglichkeit war nach dem derzeitigen Stand der Technik nicht vorauszusehen.
Durch die eben beschriebene erfindungsgemäße Maßnahme wird erreicht, daß die Gipslöslichkeit in der abzukühlenden Lauge auf ein Minimum Heruntergedrückt wird, so daß im fertigen Kalisalpeter der Ca-Gehalt nur o,oo8 bis höchstens o,oi2°/o beträgt. Unter Berücksichtigung von Spuren anderer Verunreinigungen und eines niedrig gehaltenen Wassergehaltes ist so mit einer Reinheit des Kalisalpeters in einem Verfahrensgang von mindestens 99,7 bis 99,8°/o zu rechnen. Beispiel ioo Gewichtsteile einer 32°/oigen Calciumnitratlösung werden mit etwa 13o Gewichtsteilen eingedampfter Umlauflauge gemischt, auf 6o° C erwärmt und in die heiße Mischung langsam 4.o Gewichtsteile eines 85°/oieen Kaliumsulfats eingetragen. Diese Umlauflauge enthält 3,5 °/o Ca-Ionen. Der Ca-Ionen-Gehalt der gemischten Laugen vor der Fällung beträgt etwa 5,4.°/o. Die vom ausgefallenen Gips befreite Mutterlauge wird auf 2o' C gekühlt und dadurch die zu erwartende Menge an Kalisalpeter zur Ausscheidung gebracht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zurHerstellungvo:nreinemKalisalpeter durch Umsetzung von. Kaliumsulfat mit überschüssigem Calciumnitrat, Abfiltrieren des sich abscheidenden Gipses und Isolierung des Kalisalpeters. durch Auskühlen, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Reaktion. von vornherein ein Überschuß von etwa :21/o an Ca-Ionen (absolut genommen) verwendet wird und in einer Verfahrensstufe, also insbesondere auch ohne Umkristallisation, gearbeitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Rohkaliumsulfat (85°/oiges Salz) verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß stöchiometrische Mengen von Kaliumsulfat und Calciumnitrat zur Umsetzung gebracht werden und daß der Überschuß von etwa 2% Ca-Ionen aus der Umlauflauge stammt. q.. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beginn der fabrikatorischen Herstellung der Überschuß an Ca-Ionen dadurch erreicht wird, daß das molare Verhältnis der zur Reaktion gebrachten Mengen von K2 S 04 : Ca (N 03) 2 von anfänglich o,92 allmählich auf i,o gesteigert wird, bis die Mutterlauge so viel Calciumnitrat enthält, als dem gewünschten Überschuß von etwa 2°/o an Ca-Ionen bei der Umsetzung entspricht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 321 030, 410 924, 536 076; deutsche Patentanmeldungen K 9970i IVb/ i21 (bekanntgemacht am 26. 6. 193o), G 80 IV b/ 121 (bekanntgemacht am 2.5. 1951).