CH151954A - Verfahren zur Darstellung von Ammoniumsulfat. - Google Patents

Description

  Verfahren     zur    Darstellung von     Ammoniumsulfat.       Von den verschiedenen     Metallsalzen,    wel  che die     Oxydationsgeschwindigkeit    des       schwefligsauren    Ammoniums zu schwefel  saurem Ammonium bei der Einwirkung von  Luft oder von sauerstoffhaltigen Gasen     be-          schleunigen        bezw.        katalytisch    beeinflussen,  hat man die     Komplex-Kobaltsalze    in ihrer  besonderen Wirkung bisher nicht erkannt  und     nicht        verwertet.    In saurer,

   auch in     koh-          lensaurer    Lösung haben die     Kobaltzalze    nach  Angaben der Literatur bei der     Oxydation     von     Natriumsulfit    nur geringe Wirkung, und  in     ammoniakalischer    Lösung sollen nach an  dern Angaben die Komplexsalze des Kobalts  keine     Aktivität    zeigen. Bei     wieder    andern       Untersuchungen    über die Oxydation der Al  kalisulfite sind     Kobaltverbindungen    nur als  schwer lösliche Oxyde oder     Hydroxyde          bezw.    als basische Salze benutzt worden.  



  Es, wurde nun die Beobachtung ,gemacht,       dass.    die braunen oder     gelbbraunen    löslichen  Kobalt -     Sulfito    - Ammoniak - Komplexe eine    kaum zu übertreffende     katalytische        Wirkung     auf die Oxydation .des     schwefligsauren    Am  moniums     durch    Sauerstoff ausüben.

   Die       katalytische    Wirkung dieser     Sulfito-Kobalt-          Ammoniak-Ko@mpl@exe    ist um so überraschen  der, als die bisher bekannten     Sulfito-Kobalt-          Ammoniakate    sowohl gegen schweflige  Säure,     als    auch. gegen Sauerstoff recht be  ständig     sind.    Die Wirkung der     Sulfito-Ko-          ba1t-Ammoniak-Kompl,exe    ist eine spezifi  sche;

   Verunreinigungen der     Sulfito-Kobalt-          Komplexe,    zum Beispiel durch Eisen-, Man  gan-, Nickel-, Alkali- oder     Erdalkalisa.lzc@     und durch     arsenigsaure    Salze haben     wenig          Einfluss,    solange die     Konzentration        dpr     Fremdkörper gering ist im Verhältnis zur       Ammoniumsulfit-    und     Kobalt-Konzentration.     Bei der     Reaktion    bilden sieh keine stören  den     Thiosulfate,    Sulfide,

   Polysulfide und       Polythionate.    Das Verfahren bietet die Mög  lichkeit, das Schwefeldioxyd nicht nur aus       schwefeldioxydreichen    Gasen, sondern auch      aus minderkonzentrierten     .Röstgasen        sulfidi-          scher    Erze,     kohlendioxydhaltigen    Abgasen       sowie    aus Rauchgasen, deren Schwefeldioxyd  überall nutzlos entweicht,     mittelst        Sulfito-          Kobalt-Ammonia.k-Komplexen,    Luft und  Ammoniak als schwefelsaures Ammonium  zu binden.

   Das, Verfahren bietet ferner die  Möglichkeit, die Luft bei gewöhnlicher Tem  peratur quantitativ vom Sauerstoff zu be  freien und diesen sowie den     Stickstoff    zu  verwerten.  



  Von Bedeutung ist,     dass    sich das     Ko-          baltion    nach beendeter Oxydation leicht vom  gebildeten     Ammoniumsulfat    trennen lässt.  Man kann das Verfahren so, leiten, dass die  kleine zur     Unterhaltung    der Oxydation er  forderlich., Menge des     Ko'baltions    aus der       gewonnenen.        Ammouiumsulfatlösung        durch          Schwefelwa-sserstoff        bezw.    Schwefelammo  nium als Schwefelkobalt ausgefällt, von der       Sulfatlösung    getrennt, in     ammoniakalischer,

       neutraler oder saurer Aufschlämmung mit  Luft, Ozon, Wasserstoffsuperoxyd oder     ano-          disch-elektrolytisch    oxydiert; gelöst und  durch Zuleiten von Ammoniak, Schwefel  dioxyd und Sauerstoff im     Kreisprozess    von  neuem zur     Ammoniumsulfat    -Darstellung  verwendet wird.

   Auch durch Umkristallisa  tion aus     Wasser    lässt sich     da.s    in üblicher  Weise abgeschiedene kristalline Ammonium  sulfat von     anhaftenden        Kobaltsalzen    be  freien, während die     kobalthaltigen    Mutter  laugen dem     Sulfit-AmTnoniak-Oxydations-          prozess    wieder     zugeführt    werden.  



  <I>1. Beispiel:</I>  Der Reaktionsraum, der zum Beispiel aus  mehreren     übereinanderstehenden,    mit Vertei  lungskörpern gefüllten     Kammern    bestehen  kann, die durch Zulauf- und Ablaufrohre  miteinander verbunden     sind,    wird mit wäs  seriger,     6.10-22    bis     6.10-5        gT        Mol        Kobalt-          sulfat    und 0;

  1     ,gr        Mol    Ammoniak im Liter       enthaltender        Lösung    zirkulierend     berieselt,     während Luft, Schwefeldioxyd und     Ammo-          niak    der Lösung     entgegenströmen.    Stickstoff  und Edelgase aus der Luft     von.    Sauerstoff  befreit,     entweichen.    Luftsauerstoff allein    (ohne Schwefeldioxyd)

   verwandelt die     am-          moniakaIische        Kobaltlösung    in eine blauvio  lette     Kobalti-Ammoniak-Ko.mplexlösung.    und  mit     Schwefeldioxyd    ergibt sich eine gelb  braune     Sulfito-Kobalt-        Ammoniak-Komplex-          lösung,    welche     Kobaltionen    (mit Schwefel  ammonium sofort als Schwefelkobalt fäll  bar)     nicht    enthält.

   Dieser braunen, kataly  tisch höchst aktiven Lösung, bei deren Dar  stellung man auch von einem     Kobaltkom-          plexsalz    ausgehen oder eines der bekannten  braunen     Sulfito-Kobaltia-he        zusetzen    kann  (zum Beispiel CO     (NHz;)4,        (S0z#)z,          3H!,0),    werden Sauerstoff, Schwefeldioxyd  und Ammoniak in .solcher Menge zugeführt,       dass@    ,die Lösung alkalische Reaktion     (px    etwa  8 bis 9) bewahrt.

   Wenn     die    durch die Re  aktion erwärmte Lösung festes Ammonium  sulfat auszuscheiden beginnt,     so:    bringt man  die abgelassene     Ammoniumsulfatlösung    zur  Kristallisation. Das von der Mutterlauge ge  trennte kristalline     Ammoniumsulfat    enthielt  nach einmaligem Decken mit wenig kaltem  Wasser und nach dem Trocknen 0,006      Jo    Ko  balt. Das Salz lässt sich -dann durch     Umkri-          stallisieren    sowohl vom     Sulfitkobaltkomplex-          salz,    als auch vom     Kobalt-Kobaltosalz    voll  ständig befreien.

   Die     kabaltsalzhaltigen          Mutterlaugen    und Waschwasser werden ver  einigt,     nötigenfalls    konzentriert und zur Zir  kulation und Berieselung dem Reaktionsraum  mit Ammoniak, Schwefeldioxyd und Luft  wieder zugeführt.

      Die     Fällung,des.    Kobalts als Schwefel  kobalt, .die     Abscheidung    des letzteren nach  ,dem Absitzen     @dureh    Abheben der     Ammo-          niumsulfatlösung    und die     0'xydation    des  Schwefelkobalts in warmer     ammoniakali-          scher        Aufschlemmung        mit        Luftsauerstoff     machen die Trennung der     Kobaltsalze    vom       Ammoniumsulfat    durch     Kristallisation    ent  behrlich.  



  Benutzt man an Stelle .der Ammoniak  lösung zur Berieselung eine Ammonium  karbonatlösung, so bietet letztere den Vor  teil, dass     .die    Konzentration der     Lösung    an  Ammonium     bezw.    an Ammoniak     nötigenfalls         durch Eintragung von festem     Ammonium-          karbonat    von Anfang der     Berieselung    an eine  höhere sein kann, und     dass    die durch den       Luft-Stickstoff        mitgerissene     vermindert wird.  



  <I>z. Beispiel:</I>  Man vermischt die     Sulfita-Kobalt-Ammo-          niaklösung    mit Eisen-, Mangan-, Nickel-.       Cer-,        Vanadin    oder andern Mineralsalzen       bezw.    mit Gemischen derselben und verfährt  im übrigen wie im 1. Beispiel angegeben  wurde.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Ammo- niumsulfat durch Oxydation von Ammo- niumsulfit mit sauerstoffhaltigen Gasen in Gegenwart eines Katalysators, dadurch .ge kennzeichnet, dass man als Katalysator Sul- fito-Kobalt-Ammoniak-Komplexe benutzt. UNTERANSPRüCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das gebildete schwe felsaure Ammonium vom Kobaltsalz ge- trennt, und dass letzteres denn Oxyd-,Ltion,- vorgangdes schwefligsauren Ammoniuuis im Kreislauf wieder zugeführt wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadureh gekennzeichnet, dass man der Reaktions mischung Ammoniumkarbonat zusetzt. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet-. dass man Ammoniumcarbonat zusetzt. 4. Verfahren nach Patentanspruch und Un- teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennung des gebildeten schwefel sauren Ammoniums vom Kobaltsalz Lln(l die Wiederzufügung des letzteren zum Oxydationsvorgang im Kreislauf wieder holt wird. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 und 3, dadurch gelzenn- zeichnet, dass die Trennung des gebildeten schwefelsauren Ammoniums vom Kobalt salz und die Wiederzufügung des letz teren zum Oxydationsvorgang im Kreis lauf wiederholt wird.