PL17855B1 - Sposób otrzymywania soli potasowych z naturalnego chlorku potasowego. - Google Patents

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób otrzymywania soli potasowych z naturalnego chlorku potasowego. Proces ten polega zasadniczo na traktowaniu chlor¬ ku potasowego kwasem borowym w ce¬ lu otrzymania piecioboranu potasowego 5 B203 . K20. Otrzymany boran rozklada sie nastepnie kwasemf którego sól w da¬ nym procesie otrzymuje sie. Oprócz wspo¬ mnianej soli otrzymuje sie równiez kwas borowy, który sie w ten sposób regeneruje.Wedlug pierwszego sposobu wykonania wynalazku miesza sie kwas borowy i staly chlorek potasowy w stosunku conajmniej 5 B203 na 2 K, przyczem mieszanine ogrze¬ wa sie najodpowiedniej powyzej 100°C w pradzie pary wodnej lub gazu obojetnego (np. spalin paleniska przemyslowego), po¬ rywajacego chlorowodór. 5B203 (1) 10H3BO3 + 2KCI .K20 + 2 HCl + 14 H20 Piecioboran potasowy mozna równiez otrzymywac przez zmieszanie kwasu boro¬ wego i chlorku potasowego w stosunku 5 B203 na 2 K1 przyczem reakcje prowadzi sie w stezonym roztworze w obecnosci a- monjaku, najkorzystniej na goraco.Amonjak rozpuszcza kwas borowy, przyczem piecioboran wydziela sie wsku¬ tek swej zlej rozpuszczalnosci w postaciC' osadu. Reakcja ta przebiega wedlug naste¬ pujacego równania: (2) J0 ff3£03 + 2 NHS + 2 KCl = =5 B203 .K20 + 2 NHJCI + 14 H20.Osad piecioboranu oddziela sie od roz¬ tworu, drobne zas ilosci rozpuszczonego kwasu borowego mozna usunac w odpo¬ wiedni sposób, np. przez dodawanie wapna.Lugi macierzyste, zawierajace chlorek amonu, moga sluzyc do wielu operacyj, przyczem nagromadzenie sie chlotfku amo¬ nu sprzyja wytracaniu sie osadu pieciobo¬ ranu.Skoro roztwór nasyci sie prawie zu¬ pelnie chlorkiem amonu, wówczas czesc jego mozna usunac przez oziebienie poni¬ zej OP. Zregenerowany w ten sposób chlo¬ rek uzywa sie bezposrednio lub tez przy pomocy znanych srodków przemienia na amonjak, który z powrotem wraca do obie* gu. Roztwór macierzysty mozna ponownie uzyc do stracania piecioboranu potaso¬ wego.Skoro chodzi, np., o otrzymywanie azo¬ tanu potasowego, wówczas piecioboran po¬ tasowy traktuje sie kwasem azotowym we¬ dlug nastepujacego równania: 5 5*03 . K20 + 2 HNOs + 14 H20 = = 10 H3B03 + 2 KB03.Analogiczne równania reakcji mozna równiez ulozyc, zastepujac kwas azotowy kwasem siarkowym lub kwasem fosforowym albo tez wogóle silnym kwasem mineralnym, oczywiscie, gdy w warunkach reakcji kwas borowy jest nierozpuszczalny, co zachodzi przy stosowaniu wszystkich wyzej wymie¬ nionych kwasów. Jak juz wspomniano, o- sad kwasu borowego regeneruje sie i zpo- wrotem wraca do obiegu, gdzie sluzy po¬ nownie do otrzymywania nowych ilosci piecioboranu. Drobna ilosc kwasu borowe¬ go, pozostajaca w roztworze, mozna zrege¬ nerowac przez dodanie wapna, które stra¬ ca sie w postaci boranu wapniowego, z któ¬ rego mozna napowrót uzyskac kwas boro¬ wy sposobem opisanym ponizej.Ten sam sposób mozna zastosowac do przemyslowego otrzymywania potazu zra¬ cego z chlorku potasowego. Po uprzedniem otrzymaniu piecioboranu potasowego doda¬ je sie do niego wapna, przyczem otrzymu¬ je sie lug potasowy i osad boranu wapnio¬ wego. Boran mozna nastepnie przemienic w kwas borowy, który sluzy do regenero¬ wania piecioboranu potasowego.Wedlug niniejszego wynalazku, w prak¬ tyce, piecioboran potasowy, rozpuszczony lub w zawiesinie wodnej traktuje sie mle¬ kiem wapiennem, przyczem reakcja prze¬ biega wedlug nastepujacego równania: (3) 5 B203 . K20 + 5 Ca (0H)2 = = 5 (B203 . CaO) + 2 KOH + 4 H20.Otrzymywany potaz zracy oddziela sie przy uzyciu nadmiaru wapna. Roztwór po¬ tazu zracego uzywa sie albo bezposrednio, lub tez stosuje sie do otrzymywania soli potasowej w postaci weglanu.Wykryto, ze w reakcji lugowania rów¬ nowaga przechyla sie w kierunku otrzymy¬ wania potazu zracego, o ile plyny sa bar¬ dziej rozcienczone, a nadmiar wapna jest wiekszy.Z drugiej strony wykryto, ze reakcja lugowania przebiega tern szybciej, im ply¬ ny sa bardziej stezone oraz im temperatu¬ ra jest wyzsza.Z tych spostrzezen mozna wywniosko¬ wac, ze najkorzystniejsze warunki lugp- wania zachodza: 1) przy nadmiarze wapna oraz 2) przy dostatecznie wysokiej tempe¬ raturze, najodpowiedniej — wyzszej od 60°C. Prowadzac reakcje w autoklawie, mozna z korzyscia przekroczyc 100°C.Z drugiej strony, reakcje mozna prze¬ prowadzac w kilku fazach (naogól w dwóch). W pierwszej fazie w stezonym — 2 -roztworze osiaga sie szybka niezbyt ko¬ rzystna równowage (okolo 70% )f a nastep¬ nie, na jodpowiedniej po przesaczeniu,, roz¬ twór rozciencza sie i konczy sie lugowanie, które w 100° przebiega, praktycznie calko¬ wicie, w ciagu kilku godzin.Piecioboran potasowy zawiera czesto nieco amonjaku, który regeneruje sie pod¬ czas pierwszego dodawania wapna.Boran wapniowy przemienia sie w kwas borowy przez dodawanie kwasu, wiazace¬ go wapn, np. przez dodawanie kwasu we¬ glowego lub solnego (które daja sole bez¬ wartosciowe), albo tez przez dodawanie kwasu azotowego, który daje azotan wa¬ pnia, uzywany czesto w rolnictwie. (4) 5a03. CaO + 2HCI + 2 R20 = = 2 H3B03 + CaCt2 (5) B203 . CaO + C02 + 3 H20 = = 2 ff250a + CaC03 (6) B203. CaO + HN03 + 2 H2Q = = 2 H^BOs + Ca(N0Jz.Odmiana tego sposobu polega na trak¬ towaniu boranu wapniowego sola amono¬ wa mocnego kwasu, przyczern rodnik kwa¬ sowy wiaze wapn, a amonjak usstraa sie przez ogrzewanie. Do tego celu nadaje sie najbardziej chlorek amonu: (7) 5203 . CaO + NH4Cl + 2 H20 = = 2 ff350a + CaCl% + NH3.Te reakcje przyspiesza sie przez ogrze¬ wanie, przyczern korzystnem jest, celem stosowania temperatur wyzszych od 100°, przeprowadzac te reakcje w autoklawie.Równiez korzystnem jest stosowanie nad¬ miaru chlorku amonu.Te sól otrzymuje sie, np.r w reakcji Solvay'a przy otrzymywaniu sody, lub tez podczas otrzymywania piecioboranu pota¬ sowego z kwasu bornego, chlorku potasu i amonjaku wedlug nastepujace} reakcji: (2) 10 HsBOs + 2 KCl + 2 NH3 = = 2 NH4CI + 5 B& . K20 + 14 ffaO.Kwas borowy i ewentualnie amoojak, które otrzymuje sie wedlug reakcji (4), (5), (6) i (7) lub wedlug reakcyj analogicz¬ nych, sluza do otrzymywania* piecioboranu potasowego na drodze suchej lub mokre}, np. wedlug reakcji (2).Przyklad L Otrzymywanie azotanu potasowego: 248 g H3B03 ogrzewa sie do wrzenia w 500 kg wody, a nastepnie dodaje sie 13,6 kg amonjaku i 59,2 kg KCh Natychmiast two¬ rzy sie osad, który zawiera: 5a03 60,9% K20 14,1% NH& 036% wody 24t14% Osad ten wazy 211 kg i zawiera 80% cal¬ kowitej ilosci K20 (a wiec 29,75 kg) i 92% calkowitej ilosci B203. Powyzsze 211 kg o- sadu traktuje sie 80 kg kwasu azotowego o 50% HN03, przyczern otrzymuje sie 64 kg azotanu potasowego. Stracanie powtarza sie czterokrotnie w tych, samych lugach ma¬ cierzystych. Nastepnie straca sie chlorek amonu i nieco chlorku potasu przez ozie¬ bianie ponizef 0°% poczem zkolei straca sie piecioboran i chlorek.Przyklad II. Otrzymywanie fosforanu potasowego. 327 kg H3B03 ogrzewa sie eto wrzenia w 500 kg wody. Nastepnie dodaje sie 20,4 kg NH3 i 88,8 kg KCl9. przyczern stracony osad zawiera: #A 61,3% K20 19.9% NHB 1,05% wody 23,75%.Ten osad zawiera 82% calkowitej ilosci K20 i 96,7% calkowitej ilosci B203.Operacje te powtarza sie trzykrotnie w tych samych lugach macierzystych, przy¬ czern otrzymuje sie 1000 kg piecioboranu potasowego. — 3 —Nastepnie traktuje sie wspomniane 1000 kg piecioboranu kwasem fosforowym, zawierajacym 365 kg P205, przyczem two¬ rzy sie mieszanina fosforanu dwu- i trój- potasowego. Obie te sole sa doskonale roz¬ puszczalne.Po straceniu kwasu borowego przesa¬ cza sie go, a do roztworu dodaje sie stezo¬ ny kwas fosforowy, zawierajacy 408 kg P205, celem otrzymania osadu fosforanu jednopotasowego KH2P04. Sól ta jest znacznie mniej rozpuszczalna, niz K2HP04 i KJ04.Przyklad III. Otrzymywanie weglanu potasowego.Przygotowuje sie, jak wyzej, 190 kg piecioboranu potasowego o wzorze 5 B203.. K20, rozpuszczonego w 860 kg wody i o- trzymuje sie roztwór, zawierajacy: 148 kg B203 40 kg K20 860 kg H20 Po dodaniu 160 kg wapna gaszonego Ca(OH)2 i po pgrzaniu w ciagu 15 godzin do 100° otrzymuje sie osad B203 . CaO . 6 H20 z wydajnoscia 68% kwasu borowe¬ go. Ten osad boranu wapniowego wazy 200 kg.W roztworze pozostaje: 47 kg B203 40 kg K20.Osad boranu wapniowego przemywa sie bardzo dokladnie, przyczem wody po prze¬ myciu sluza do rozcienczania poprzednie¬ go roztworu. Jesli do przemywania uzyto okolo 1000 kg wody, wówczas roztwór ma nastepujacy sklad: 47 kg B203 40 kg K20 1860 kg H20.Nastepnie dodaje sie 60 kg Ca(OH)2, ogrzewa sie w ciagu 10 godzin w 100°, po- czem straca sie 74 kg boranu wapniowego, zas w roztworze pozostaje: 10 kg B203 40 kg K20 1860 kg H20.Po odparowaniu az do objetosci 58 kg H2Ot traktuje sie roztwór C02 az do nasy¬ cenia, stracajac 69 kg KHC03 (zawieraja¬ cy 32 kg K2OJ, dwuweglan zas przez pra¬ zenie mozna przemienic w weglan obojet¬ ny.W roztworze pozostaje: 10 kg B203 17 kg KHC03 (lub 8 kg K20) 50 kg H20.Ten roztwór stosuje sie do nowej ope¬ racji.Jasnem jest, ze mozna równiez zrege¬ nerowac wieksza ilosc dwuweglanu przez dalsze odparowanie wody, gdyz rozpu¬ szczalnosc dwuboranu potasowego jest wieksza. PL

Claims (8)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób otrzymywania soli potaso¬ wych z naturalnego chlorku potasu, zna¬ mienny tern, ze chlorek ten traktuje sie kwasem borowym dla otrzymania piecio¬ boranu potasowego, nastepnie rozkladane¬ go kwasem, którego sól wytwarza sie, dzie¬ ki czemu otrzymuje sie oprócz tej soli rów¬ niez i zregenerowany kwas borowy.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze mieszanina chlorku potasu z kwasem borowym rozklada sie przez ogrze¬ wanie, najodpowiedniej powyzej 100°C, w strumieniu pary wodnej lub gazów obojet¬ nych.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamien¬ ny tern, ze kwas borowy rozpuszcza sie w ^ 4 —amonjaku, poczcm dodaje sie chlorku po¬ tasowego, celem stracenia piecioboranu po¬ tasowego.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 i 3, zna¬ mienny tern, ze same lugi macierzyste sto¬ suje sie do wielu operacyj, a to w tym ce¬ lu, aby wzrastala w nich zawartosc chlor¬ ku amonu, który nastepnie mozna usunac przez krystalizacje w niskiej temperaturze*
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze piecioboran potasowy traktuje sie mlekiem wapiennem, przyczem otrzy¬ mywany jednoczesnie z potazem zracym boran wapniowy traktuje sie kwasem, ce¬ lem zregenerowania kwasu borowego, a roztwór potazu zracego traktuje sie kwa¬ sem weglowym, celem otrzymania wegla¬ nu potasowego.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 5, znamien¬ ny tern, ze lugowanie piecioboranu potaso¬ wego przeprowadza sie nadmiarem wapna i najodpowiedniej powyzej 1ÓÓ°, przyczem czesc tego wapna pozostajaca w roztworze usuwa sie nastepnie przez lagodne trakto¬ wanie kwasem weglowym.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 5, znamien¬ ny tern, ze lugowanie przeprowadza sie w kilku fazach z zastosowaniem rozciencza¬ nia i najodpowiedniej z przesaczaniem po¬ miedzy dwiema kolejnemi fazami.
8. 8. Sposób wedlug zastrz. 5, znamien¬ ny tern, ze otrzymywany jednoczesnie z potazem zracym boran wapniowy traktuje sie chlorkiem amonu, celem otrzymywania kwasu borowego, chlorku wapnia i amonja¬ ku. S o c i e i e d'£ tudes p o u r la Fabrication et 1'Emploi des Engrais Chimiques. Zastepca: Inz. S. Pawlikowski, rzecznik patentowy. bruk L. Boguslawskiego i Ski, WarsLawA. PL