PL17293B1 - Sposób wytwarzania siarczanów potasowców i amonu z siarczynów albo dwusiarczynów. - Google Patents

Description

Wytwarzanie siarczanów przez utlenia¬ nie siarczynów zapomoca tlenu nie prze¬ biega z zadana szybkoscia ani przy uzyciu siarczynu w postaci soli stalej, ani tez w roztworze, tak iz sposób ten nie zdobyl zadnego znaczenia w technice. Przemiana siarczynów albo mieszanin siarczynów i dwusiarczynów w siarczany, siarke i ewen¬ tualnie w siarczki, wylacznie przez ogrze¬ wanie materjalów, ma te wade, iz sposób wymaga stosowania cisnienia, przyczem przemiana przebiega bardzo gwaltownie, zwlaszcza przy zastosowaniu mieszaniny siarczynu i dwusiarczynu, i dzieki nagle¬ mu i znacznemu wzrostowi cisnienia moze nastapic wybuch, Wynalazek dotyczy sposobu przemiany siarczynów lub dwusiarczynów w siarcza¬ ny bez potrzeby uzycia cisnienia. Sposób polega na tern, iz dzialaniem siarki lub srod¬ ków, zawierajacych albo odczepiajacych siarke, przeprowadza sie siarczyny, wzgled¬ nie dwusiarczyny, w tiosiarczany, które zapomoca dwutlenku siarki przemienia sie w politioniany, które nastepnie rozklada sie, dodajac ewentualnie dalsze ilosci wy¬ mienionych materjalów wyjsciowych, na siarczany i siarke. Sposób wykonuje sie nastepujaco. Wodny roztwór materjalów wyjsciowych ogrzewa sie wpierw z siarka przez pewien czas, najlepiej do wrzenia.Do wytworzonego w ten sposób lugu, za-wzerajacego tiosiarczan, wprowadza sie po ochlodzeniu dwutlenek siarki albo gaz, za¬ wierajacy dwutlenek siarki. Przez pozosta¬ wienie roztworu przez pewien czas przy pokojowej temperaturze albo nieco wyz¬ szej, tiosiarczan reaguje mniej lub wiecej z dwutlenkiem siarki, tworzac politioniany, a pozostaly jeszcze tiosiarczan przy na- stepnem ogrzaniu roztworu do temperatury wrzenia reaguje z politionianami, tworzac siarczan i siarke. Do roztworu tiosiarczanu i politionianu przed lub w czasie ogrzewa¬ nia mozna dodac dalsza ilosc siarczynu, dwusiarczynu albo mieszaniny obu soli, która moze zawierac jeszcze tiosiarczan.Dodatek taki wchodzi zwlaszcza wówczas w rachube, jesli tiosiarczan przechodzi pod¬ czas dzialania dwutlenkiem siarki, prak¬ tycznie calkowicie, w politionian. Siarczyn, wzglednie dwusiarczyn, tworzy z piecio-, wzglednie czterotionianem, tiosiarczan i trójtionian, a ostatnie dwa zwiazki reaguja ze soba podczas ogrzewania, przechodzac calkowicie na siarczan i siarke oraz, w przypadku gdy na 1 czasteczke politionia¬ nu przypadaja przynajmniej 2 czasteczki triosiarczanu, na dwutlenek siarki.Przy przeróbce siarczynu amonowego mozna reakcje, zachodzace przy tym pro¬ cesie, przedstawic nastepujacemi wzorami: 1. 5(NHJ2SO, + 5S = 5(NHJ2S203, 2. 5(NHJ2S2Os+3S02 = 3(NHJ2S20,+ + (NHJ2S,Oe + (NHJ2S406, 3. 3fNHJS20, + (NHJ2SO, + + (NHJ2SzOG + (NHJ2S,06 = = 4(NHJ2S20, + 2(NHJ2SsOe, 4. 4(NHJ2S20, + 2fNHJ2S,06 = = 6(NHJ2S04 + 8S.Jak z powyzszego wynika, siarczyn przemienia sie calkowicie w siarczan, a o- trzymana przytem siarka (równanie 4) wy¬ starcza akurat na pokrycie zapotrzebowa¬ nia siarki celem otrzymania triosiarczanu (równanie 1) i do wytworzenia potrzebne¬ go, wedlug równania 2, dwutlenku siarki.Sposób jest wiec zamknietym procesem kolowym, przyczem materjaly pomocnicze wytwarzaja sie juz w samym procesie.Przy uzyciu mieszaniny siarczynu i dwusiarczynu wywiazuje sie podczas two¬ rzenia sie tiosiarczanu dwutlenek siarki, który moze czesciowo lub calkowicie zasta¬ pic dwutlenek siarki otrzymany przez spalanie siarki. W tym przypadku otrzy¬ muje sie wiec siarke w ilosci wiekszej, niz potrzeba do przeprowadzenia procesu ko¬ lowego, wskutek czego nadmiar siarki mo¬ ze byc uzyty do innych celów. Przy prze¬ mianie tiosiarczanu z politionianem uzy¬ skuje sie na 6 czesci zawartej w siarczanie siarki 8 do 9 czesci siarki elementarnej, z której podczas nastepnego gotowania siar¬ czynu kazdorazowo 6 czesci siarki zostaja zuzyte do wytworzenia tiosiarczanu. Wsku¬ tek tego pozostaja po zagotowaniu siarczy¬ nu 2 do 3 czesci siarki w kotle, dzieki cze¬ mu po kilkakrotnem nastepujacem po so¬ bie gotowaniu siarka zbiera sie w kotle.Najlepiej stopic siarke przez podwyzszenie temperatury w kotle ponad punkt topnie¬ nia, naprzyklad, przez ogrzanie lugu tio- siarczanowego pod cisnieniem 1—2 atm i odciagniecie tak stopionej siarki z aparatu.Przy nastepujacem gotowaniu roztworu tiosiarczanu i politionianu tworzy sie znów tyle siarki, ile potrzeba do przemiany siar¬ czynu w tiosiarczan.Niniejszy sposób celowo ujmuje znane reakcje, tworzac proces techniczny. Sposób rozwiazuje poraz pierwszy zadanie prze¬ miany siarczynów i dwusiarczynów w siar¬ czany bez zastosowania cisnienia i z pomi¬ nieciem materjalów pomocniczych z osob¬ nych zródel. Nie nalezy przez to rozumiec, jakoby nie mozna stosowac cisnienia rów¬ niez przy niniejszym sposobie.Sposób nadaje sie miedzy innemi do — 2 —przeróbki siarczynu amonu i dwusiarczy- nu amonu, a zwlaszcza zawierajacych po¬ wyzsze zwiazki azotu lugów, któremi dy¬ sponuje sie w technice, jako taniemi pro¬ duktami ubocznemi, na siarczan amonu, cenny przedewszystkiem przy wyrobie na¬ wozów sztucznych.Przyklad L Roztwór 116 czesci siarczy¬ nu amonu w 150 czesciach wody zadaje sie 35 czesciami siarki i ogrzewa mniej wiecej do wrzenia. Po kilku minutach rozpuszcza sie siarka w przewaznej ilosci, a siarczyn amonu przechodzi w tiosiarczan amonu. Na¬ stepnie ochladza sie plyn do 30°C i prze¬ puszcza przez lug strumien gazowy, za¬ wierajacy dwutlenek siarki, otrzymany przez spalenie 15 czesci siarki. Ciecz po¬ chlania dwutlenek siarki mniej wiecej, wy¬ dzielajac nieznaczne ilosci ciepla. Tempe¬ rature plynu utrzymuje sie w ciagu 1 godzi¬ ny przy okolo 40°C. Barwa poczatkowo zielona przechodzi w tym czasie na jasno- zólta. Nastepnie ogrzewa sie ciecz do wrze¬ nia, przytem tiosiarczan reaguje z politio- nianem, wytworzonym dzialaniem dwu¬ tlenku siarki, dajac siarczan i siarke. Po niedlugim czasie przemiana jest ukonczona i lug zawierajacy wytworzony siarczan a- monu mozna z latwoscia oddzielic od siar¬ ki, znajdujacej sie w postaci skupionej.Siarka pozostaje w naczyniu reakcyjnem i mozna ja przerabiac ponownie z siarczy¬ nem amonu na tiosiarczan amonu. Nie- zwiazana przytem siarke stapia sie po u- konczonem wytwarzaniu tiosiarczanu w sa¬ mem naczyniu i plócze, a nastepnie uzywa sie ja do wyrobu dwutlenku siarki, po¬ trzebnego do przemiany tiosiarczanu w po- litionian. Lug siarczanu amonu zageszcza sie i ochladza; przez odwirowanie uzysku¬ je sie 130 czesci stalego siarczanu.Przyklad II. Lug uzyskany przy oczy¬ szczaniu gazu przez utlenienie katalitycz¬ ne siarkowodoru i przemiane otrzymanego przytem dwutlenku siarki z amonjakiem, zawierajacy w 120 czesciach 46,4 czesci siarczynu amonu i 19.8 czesci dwusiarczy- nu amonu, ogrzewa sie przez krótki czas do wrzenia w kotle, wylozonym materja- lem kwasoodpornym, z 16 czesciami siarki.Do lugu, zawierajacego obecnie tiosiarczan, wprowadza sie po ochlodzeniu 19.2 czesci dwutlenku siarki. Owe 19.2 czesci S02 skladaja sie z 6.4 czesci S02, otrzymanych przy wytwarzaniu tiosiarczanu, i 12.8 cze¬ sci S02r otrzymanych przez spalenie 6.4 czesci siarki. Po jednogodzinnem staniu w temperaturze od 30 — 40° dodaje sie do cieczy 24 czesci lugu wspomnianego juz, zawierajacego siarczyn i dwusiarczyn amo¬ nu, poczem calosc ogrzewa sie przez kwa¬ drans do wrzenia. Przytem zachodzi kom¬ pletna przemiana tiosiarczanu amonu z po¬ wstalym tetrationianem amonu. Tak uzy¬ skany roztwór siarczanu oddziela sie od siarki, odbiera z naczynia reakcyjnego i przerabia na staly siarczan, podczas gdy siarke po zmieleniu gotuje sie ponownie z siarczynem i dwusiarczynem amonu celem otrzymania tiosiarczanu. Nie zuzyta przy¬ tem przez lug siarke stapia sie, oddziela i plócze; % (6.4 czesci porównaj wyzej) slu¬ za do wytworzenia dwutlenku siarki, a Vs (3.2 czesci) mozna uzyc do innych celów.Wedlug niniejszego sposobu mozna rów¬ niez przerabiac lugi, otrzymane przy oczy¬ szczaniu gazu, zawierajace prócz siarczynu i dwusiarczynu amonu takze tiosiarczan a- monu; uzyskuje sie z nich prócz siarczanu amonu równiez wieksza ilosc siarki zalez¬ nie od ilosci zawartego tiosiarczanu.Przyklad III. Dwutlenek siarki zawarty w gazach uchodzacych z fabryk kwasu siar¬ kowego wyplókuje sie roztworem wegla¬ nu potasu i uzyskuje roztwór dwusiarczy¬ nu potasu, 1430 kg powyzszego roztworu (435 kg siarczynu potasu i 240 kg dwusiar¬ czynu potasu) zadaje sie 284 kg politionia- nu potasu i slabo ogrzewa; przytem siar¬ czyn i dwusiarczyn potasu przechodza w zupelnosci w tiosiarczan potasu. Do ochlo¬ dzonego do 25°C lugu, zawierajacego tio- — 3 —siarczan potasu, wprowadza sie 192 kg dwutlenku siarki.Plyn pozostawia sie okolo 1 godziny przy 20—40°f a nastepnie dodaje sie 158 kg siarczynu potasu i gotuje prawie do wrze¬ nia. W ciagu pól godziny nastepuje calko¬ wita przemiana tiosiarczanu potasu i poli- tionianu potasu na siarczan potasu i siar¬ ke. Siarke stapia sie, podwyzszajac tempe¬ rature do 120°C, a nastepnie odbiera z na¬ czynia w stanie stopionym; uzyskuje sie w ten sposób okolo 250 kg siarki, która uzy¬ wa sie ponownie. Przez ochlodzenie zage¬ szczonego roztworu siarczanu potasu uzy¬ skuje sie okolo 800 kg siarczanu potasu.Jezeli zamiast siarczynu potasu do miesza¬ niny tiosiarczanu potasu i politionianu po¬ tasu dodac siarczynu amonu, powstaja, ja¬ ko produkty koncowe, mieszaniny siarcza¬ nu potasu i siarczanu amonu, które mozna stosowac jako nawozy mieszane.Przyklad IV. Gazy, zawierajace dwu¬ tlenek siarki, zrasza sie roztworem we¬ glanu potasu, tak aby powstal roztwór 30— 40% siarczynu potasu. 1000 kg tego lugu, zawierajacego 316 kg siarczynu potasu, za¬ daje sie 200 kg lugu siarczku amonu, za¬ wierajacego 130 kg polisiarczków, a nastep¬ nie ogrzewa sie. Przytem tworzy sie tio¬ siarczan potasu, a siarczek amonu odde- stylowuje. Gazy siarczku amonu pochlania sie w wodzie, uzyskujac zpowrotem roz¬ twór siarczku amonu. Do ochlodzonego roztworu tiosiarczanu potasu wprowadza sie 64 kg dwutlenku siarki. Po godzinnem dzialaniu S02 ogrzewa sie lug do wrzenia.Przytem nastepuje przemiana tiosiarczanu z politionianem uzyskanym dzialaniem S02 na siarczan potasu i siarke. Czesc siarki (okolo 30 kg) odpuszcza sie w stanie sto¬ pionym i uzywa do wytworzenia potrzebne¬ go w procesie dwutlenku siarki, podczas gdy reszte (okolo 65 kg) rozpuszcza sie w uzyskanym przez adsorbcje w wodzie roz¬ tworze siarczku amonu i w ten sposób zu- zytkowuje do wytworzenia lugu polisiarcz¬ ków. Z roztworu siarczanu potasu otrzymu¬ je sie przez odparowanie okolo 350 kg sta¬ lego siarczanu potasu. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe. Sposób wytwarzania siarczanów pota- sowców i amonu z siarczynów lub dwu- siarczynów albo mieszanin tychze soli, znamienny tem, ze materjaly wyjsciowe przeprowadza sie znanym sposobem, dzia¬ laniem siarki lub zwiazków zawierajacych albo odczepiajacych siarke, w tiosiarczany, które znanym sposobem, przy pomocy dwu¬ tlenku siarki, przeprowadza sie w politio- niany, które nastepnie rozklada sie, ewen¬ tualnie dodajac dalsze ilosci wymienionych materjalów wyjsciowych, przez ogrzanie na siarczany i siarke, przyczem siarke i dwutlenek siarki, uzyskane w toku pracy, uzywa sie calkowicie lub czesciowo do przemiany dalszych ilosci materjalów wyj¬ sciowych. I. G. Farbenindustrie Aktiengesellschaft. Zastepca: Dr. inz. M. Kryzan, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL