CH328415A - Nichtzusammenbackendes Natriumnitrat und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

      Nichtzusammenbackendes        Natriumnitrat    und     Verfahren    zu dessen Herstellung    Vorliegende     Erfindung    bezieht sich auf  ein     Natriumnitrat    mit verminderter Neigung       zum        Zusanunenbacken    und zur     Klumpenbil-          dung.    Die Erfindung bezieht sieh ferner auf  ein Verfahren zur     Heisstellung    eines solchen  N     atriuninitrats.     



       Natriumnitrat    ist ein hygroskopisches Salz,       (las    in heissem Wasser löslicher ist. als in kal  tem, und seine Kristalle haben die unange  nehme     Eisenschaft    zusammenzubacken und  sieh zu     Klumpen    oder gar zu Blöcken     ztt    ver  festigen. wenn man sie aufbewahrt.

   Man       iiimint    an,     da.ss    dies eine Folge der Ausbil  dung von Kristallbrücken ist, die sich aus       .esättigt.er        Natriumnitratlösung    zwischen den  einzelnen Teilchen bilden, und zwar infolge       unenügender    Trocknung oder durch Auf  nahme von Feuchtigkeit aus der umgebenden  Atmosphäre. Diese Neigung des Natrium  nitrats zur     Klumpenbildung    ist nicht     mir          äusserst        unangenehm    bei dessen Handhabung  in grossen Mengen oder in Säcken, sondern  kann auch gewisse     Verwendungsarten    nach  teilig beeinflussen.  



  Es ist bekannt, dass das Zusammenbacken  und. die     Klunipenbildung    von     Aininonium-    und       Kaliumnitrat    durch     Verwendung    gewisser  organischer     sulfonierter    Farbstoffe, die den  Kristallhabitus dieser Salze verändern, ver  mindert werden kann.

   Doch stellt J.     Wheat-          stone    in      I)iscussions    of     the        Paraday        Society        Nr. 5, 1949,      Crystal        Growth ,    Seite 265, fest,  dass bis jetzt noch kein Farbstoff gefunden  wurde, der eine ausgesprochene Herabsetzung       des        Erhärtens    oder     Zusammenbackens    in we  sentlichem Masse bewirkt. H.

   E.     Buekley    gibt  in      Crystal        Growth ,    Seite 556, Beispiele von  Farbstoffen,     die    eine gewisse     1@Iodifizierung     des Kristallhabitus von     Natriumnitrat    bewir  ken, doch verhindern diese das Zusammen  backen und die     Klumpenbildung    des Natrium  nitrats nicht.  



  Auf der Suche nach Farbstoffen, die sich  für die Herabsetzung der     Klumpenbildung     und Erhärtung von Ammonium- und Kalium- .       nitrat    als wirksam erweisen, wurde     gefunden,     dass eine grosse Zahl von sulfonierten     Monoazo-          naphthalinfarbstoffen    für die Umwandlung  des     Kristallhabitus    wirksam sind, und obschon  diese Farbstoffe bei     Natriumnitrat    keine den  Kristallhabitus verändernde Wirkung zeigen,  nahm man trotzdem an, dass eine Verbindung  mit ähnlicher Konfiguration, in der die Dop  pelbindung der     Azogruppe    durch eine flexib  lere Bindung ersetzt ist, diese Wirkung haben  könnte.

   Es wurde deshalb vermutet, dass eine  farblose Verbindung, die als Kondensations  produkt von 1     llol    Formaldehyd und 2     Mol     einer     Naphthaliitmonosulfosäure    bezeichnet  werden kann, in der die     ehromophore        Azo-          gruppe    durch die     Methylengruppe    ersetzt ist,  auf     Natriumnitrat    kristallmodifizierend wir  ken könnte.

        Das     Natriumnit.rat    mit verminderter Nei  gung     ztun    Hartwerden und zur     Klumpenbil-          dttng    und zum Zusammenbacken beim Lagern  gemäss vorliegender Erfindung     besteht    aus ein  zelnen     Natriumnitratpartikeln,    die auf ihrer  Oberfläche mit einem Überzug versehen sind,  welcher ein bei 20  C in gesättigter     wä.ssriger          Natriumnitratlösung    lösliches Salz mindestens  einer Verbindung enthält, wie sie durch Kon  densation von 1     Mol    Formaldehyd mit.

   2     Mol          einer        Naphthalinmonosulfosäure    erhältlich ist.  



  Das Verfahren gemäss vorliegender Erfin  dung     zur    Herstellung von     Natriumnitrat    mit  verminderter Neigung zur     Klumpenbildung     und zum Zusammenbacken beim Lagern ist da  durch gekennzeichnet, dass man die Oberfläche  von     Natriumnitratteilchen    mit einem bei 20  C  in gesättigter w     ässriger        Natriumlösung    lös  lichen Salz mindestens einer Verbindung, wie  sie durch Kondensation von 1     Mol    Formalde  hyd mit 2     Mol    einer     Naphthalinmonosulfosäure     erhältlich ist, überzieht.  



  Gemäss einer     Ausführungsform    des Ver  fahrens kann man eine     wässrige    Lösung des bei  20  C in     gesättigter        Natriumnitratlösung    lös  lichen Salzes mindestens einer Verbindung,  wie sie durch Kondensation von 1     Mol    Form  aldehyd mit. 2     Mol        Naphthalinmonosulfosäure     erhältlich ist, auf die Oberfläche von vorher  hergestellten     Natriumnitratpartikeln    aufsprü  hen, um deren Neigung zur     Klumpenbildung     und zum     Zusammenbaeken    herabzusetzen.  



  Man nimmt an, dass sich in dieser Verbin  dung, welche eine     Disulfosäure    eines     Dinaph-          thylmethans    ist, die     Sulfogruppen    in den bei  den     Naphthylgruppen    in den nicht an die       Methylengruppe        gebundenenRingen    befinden,  entweder in beiden     Naphthylgruppen    in a  Stellung, oder in einer in     a-Stellung,    in der  andern in     ss-Stellung    bzw.

   in beiden in     ss-          Stellung,    je nachdem man     a-Naphthalinsulfo-          säure    allein, ein     äquimolekulares    Gemisch von  a- und     ss-Naphthalinsulfosäure    oder     ss-Naph-          thalinsulfosäure    allein mit Formaldehyd oder       formaldehy        dabspaltenden    Mitteln vorzugs  weise in Gegenwart von     Schwefelsäure    oder       Salzsäure,    z.

   B. nach der im kanadischen    Patent Nr. 347865 oder der im     t        S        A-Patent.          Nr.2046757    beschriebenen     -Methode,        umsetzt.     



  Da, wie im kanadischen Patent und im       USA-Patent    angegeben, die Stellung der     Me-          thylengruppe    in den gebildeten     Disulfosäuren     nicht mit Sicherheit abgeklärt ist, ist es nicht.

    ganz     korrekt,    die erfindungsgemäss zu ver  wendende     Disulfosäuren    als     a,ä   <I>-,</I>     ss,ss'-        oder          a,ss'-Disttlfosäure    des     Dinaplitlivlniethaiis    zu  bezeichnen, je nachdem das Produkt durch       Liinsetzung    von     F'ornialclelit-d    oder     fornialde-          hydabspaltenden    Mitteln mit     Naplitlialin-a-di-          sulfosä.ure,

          N        aphthalin-f-disulfosäure    oder  einem     äquimolekularen        Gemisch    der beiden       Naphthalinsulfosäuren        erhalten    wurde.  



       Natriumnitrat    gehört zum     trigonalen    Kri  stallsystem. Man erhält es gewöhnlich beim  Auskristallisieren ans Wasser in     R.homboedern,     in denen die     i1011}    Flächen     vorwiegen.     



  Kristallisiert man es aus einer Lösung  eines löslichen Salzes einer der vorgenannten       Disulfosäuren    eines     Dinaphthylmethans,    fallen  die     Natrinmnitratkristalle    als     Platten    ans, in  denen die<B>(</B>0001) Flächen     vorwiegen.    Diese  Platten haben Spaltebenen im Winkel zu den       i0001    Flächen, wobei die Spaltung eine voll  kommen     rhomboedrisehe    ist.

   Diese modifizier  ten Kristalle besitzen eine     verminderte        meeha-          nische    Festigkeit, die auf die     Winkelstellung     dieser Spaltebenen zurückzuführen ist, und  man nimmt deshalb an, dass die     Festigkeit    der  Brücken, die sieh zwischen den Partikeln aus  wiederkristallisiertem     --\',atriuinnitrat-Matei-ial     bilden, in     Gegenwart    dieser Salze     geschwäeht     ist.

   Selbst. wenn man bereits bestehende Kri  stalle von normalem     Habitus    einer Ober  flächenbehandlung mit     clen        vor--enannten    lös  lichen Salzen unterwirft, werden sogar     durch          Rekristallisation    infolge     atmosphärischen     Schwankungen etwa entstandene     Kristallbrüli:-          ken    zwischen den einzelnen benachbarten Teil  chen im Vergleich zu den aus     unbehandeltem          Natriumnitrat    entstandenen eine entsprechend  verminderte     Festigkeit.    aufweisen.

   Die vor  genannten Salze der     DinaphthyImethandisulfo-          säuren    sind bezogen auf das     Gewieht    der     trok-          kenen        Natriumnitratteilchen    in Mengen von  mindestens annähernd     0,025     an wirksam,      und vorzugsweise verwendet man Mengen von  etwa 0,05-0,1 Gewichtsprozent.  



  Das erfindungsgemässe     Natriumnitrat    kann  hergestellt werden, indem man ein lösliches  Salz der genannten     Dinaphthylmethandisulfo-          säuren    in der     wässrigen    Lösung, aus der das       Natriumnitrat    in fester Form, z. B. durch Kör  nung oder Kristallisation, gewonnen wird, auf  löst.

   Wenn das     Natriumnitrat    auskristallisiert,  ist das Innere der festen Kristallpartikel vom       löslichen    Salz der     Dinaplithylmethandisulfo-          säure    praktisch frei und die Verdampfung der  Mutterlauge bewirkt die     Abseheidung    eines  dünnen Überzuges des genannten löslichen Sal  zes auf den     Kristalloberflächen.     



  Eine andere und bevorzugte Methode zum  Aufbringen des vorerwähnten Salzes der     Di-          naphth5lmethandisulfosäure    besteht darin,  dieses in Wasser zu lösen und diese Lösung auf  die Oberfläche der vorgebildeten Natrium  nitratkristalle aufzusprühen oder     sonstwie    auf  zubringen und das flüchtige Lösungsmittel zu  verdampfen, während die Partikel in Bewe  gung gehalten werden.  



  Die Erfindung wird durch die folgenden  Beispiele erläutert, in denen die Prozente als       CTewichtsprozente    angegeben sind.  



       Beispiel   <I>1</I>  Man stellt das     Natriumsalz    der     ss,ss'-Di-          sulfosäure    des     Dinaphthylmethans    her, indem  man eine Mischung von 8,3 Gewichtsteilen       ss-Naplitlialinsiilfosäure,    1,9 Gewichtsteilen       wässriger        Forinaldehydlösung        (37 ö        Gew.;

  Vol.)     und 1,9 Gewichtsteilen Schwefelsäure     (Spez.          Gew.        1,8-1)    in 10 Gewichtsteilen Wasser     ?4     Stunden schwach am     Rückfluss    erhitzt und  dann mit Natronlauge neutralisiert.  



  Man behandelt     Natriumnitrat,    dessen Teil  ellen durch ein Sieb der Nr. 32     (British    Stan  dard) hindurchgehen mit 0,05% dieses     ss,ss'-          dinaphthylmet.handisulfosauren    Natriums, das  in     Form    einer 10%igen     wässrigen    Lösung auf  gesprüht wird. Das Produkt wird in einem       Miselier    vermischt und das überschüssige Was  ser abgetrieben, so dass die     Natriumnitratteil-          ehen    einen Oberflächenüberzug dieses Na  triumsalzes erhalten.

   Das trockene Produkt    behält seine ursprüngliche Form und weisse  Farbe und ist selbst nach mehrmonatiger La  gerung in unverschlossenen Kartonbehältern  gegen Zusammenbacken und     Khtmpenbildung     ausgesprochen beständig.  



  <I>Beispiel 2</I>  Man kristallisiert     Natriumnitrat    aus wäss  riger Lösung unter kräftigem Rühren in Ge  genwart von     0,1 l%    des     Natriumsalzes    des     ss,ss'-          Disulfodinaphthy1methans.    Das erhaltene     Na-          triuninitrat    kristallisiert in kleinen     plättchen-          förmigen        Kristallen.    Diese werden von der       Mutterlauge    getrennt und getrocknet. Sie sind  freifliessend und gegen das Zusammenbacken  weitgehend beständig und besitzen ein voll  kommen weisses Aussehen.  



  <I>Beispiel 3</I>  Man stellt. das     Natriumsalz    der     a,a'-Di-          sulfosäure    des     Dinaphthylmethans    her, indem  man eine Mischung von 8,5 Gewichtsteilen     a-          Naphthalinsulfosäure,    2,0 Gewichtsteilen einer       wässrigen        Formaldehydlösung    (37%     Gew.IVol.)     und 2,7 Gewichtsteile Schwefelsäure     (spez.          Gew.    1,84) in 10 Gewichtsteilen Wasser 24  Stunden leicht am     Rückflusskühler    erhitzt und  die Lösung mit Natronlauge neutralisiert.  



  Man geht gleich vor wie im Beispiel 1, wo  bei man nur an Stelle des     ss,ss'-Isomeren    das       Natriiuusalz    des     a,ä        -Disulfodinaphthylmethans     verwendet. Das erhaltene Produkt behält seine  weisse Farbe. Es ist freifliessend und sehr be  ständig gegen     Zusammenbacken,    obschon die  Wirkung nicht. so ausgesprochen ist     wie        im     Beispiel 1. Diese Eigenschaften bleiben bei       niehrmonatiger        Aufbewahr7zng    in lose ver  schlossenen Flaschen bestehen.

           Beispiel     Man stellt das     Natriumsalz    der     a,ss'-Di-          sulfosäure    des     Dinaphthylmethans    her, indem   man 20,8 Gewichtsteile.

       a-Naphthalinsulfo-          säure,    20,8 Gewichtsteile     ss-Naphthalinsulfo-          säure,    11,0 Gewichtsteile     wässrigen    Formalde  hyd (37%     Gew.[Vol.)    und 12,5 Gewichtsteile  Schwefelsäure     (spez.        Gew.    1,84) in 44 Teilen  Wasser 24 Stunden schwach am     Rückfluss    er-           hitzt    und die erhaltene Flüssigkeit mit Natron  lauge neutralisiert.  



  Man geht gleich vor wie im Beispiel 2, wo  bei man nur an Stelle des     ss,ss'-Isomeren    das       Natriumsalz    des     a,ss'-Disulfodinaphthylme-          thans    verwendet. Die erhaltenen kleinen     plätt-          chenförmigen    Kristalle haben eine weisse  Farbe, sind freifliessend und selbst bei mehr  monatiger Lagerung beständig gegen das Zu  sammenbacken,

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCII I Natriumnitrat mit verminderter Neigung zur Klumpenbildung und zum Zusammenbak- keri beim Lagern, bestehend aus einzelnen Na triumnitratteilchen, die auf ihrer Oberfläche mit einem Überzug versehen sind, der ein bei 20 C in gesättigter wässriger Natriumnitrat- lösung lösliches Salz mindestens einer Ver bindung enthält, wie sie durch Kondensation von 1 Mol Formaldehyd mit 2 Mol einer Naph- thalinmonosulfosäure erhältlich ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Natriumnitrat nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung die a,ä -Disulfosäure eines Dinaphthylmethans ist, die erhalten wurde durch Umsetzung von a-Naphthalinsulfosäure mit Formaldehyd oder formaldehydabspaltenden Mitteln.

   2. Natriumnitrat nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung die ss,ss'-Disulfosäure eines Dinaphthylmethans ist, die erhalten wurde durch Umsetzung von ss-Naphthalinsulfosäure mit Formaldehyd oder formaldehydabspaltenden Mitteln.

   3. Natriumnitrat nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung die a,ss'-Disulfosäure eines Dinaphthylmethans ist, die erhalten wurde durch Umsetzung einer äquimolekularen Mischung von a- und ss-Naph- thvjinsulfosäure mit Formaldehyd oder forn- aldehydabspaltenden Mitteln. 4. Natriumnitrat nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das lösliche Salz, bezogen auf das Gewicht der trockenen Na triumnitratpartikel, in einer Menge von min destens 0,025 Gewichtsprozent zugegen ist.

   5. Natriumnitrat nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des wasserlöslichen Salzes 0,05-0,1% beträgt. PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung einesSatrium- nitrat enthaltenden Produktes nach Patentan spruch I, dadurch gekennzeichnet, da.ss man die Oberfläche von Natriumnitratteilchen mit einem bei 20 C in gesättigter wässriger Na triumnitratlösung löslichen Salz mindestens einer Verbindung, wie.

   sie durch Kondensation von 1 Mol Formaldehyd mit 2 Mol einer Naph- tha.linmonosulfosäure erhältlich ist, überzieht. UNTERANSPRÜCHE 6. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass man eine wässrige Lösung, welche Natriumnitrat und mindestens 0,025 ,% des Salzes, bezogen auf das Gewicht der trockenen Natriumnitratteilchen, enthält, kristallisieren lässt. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass man eine wässrige Lösung, welche Natriumnitra.t und mindestens C,025 /a des Salzes, bezogen auf das Gewicht der trockenen Natriumnitratteilehen, enthält, unter Verdampfung des Wassers granuliert. B. Verfahren nach Patentanspriieh II, da durch gekennzeichnet, dass man eine wässrige Lösung, welche Natriumnitrat und mindestens 0,025% des Salzes, bezogen auf das Gewicht der trockenen Natriumnitratteilchen, enthält, versprüht. 9.

   Verfahren nach Patentanspruch 1I, da durch gekennzeichnet, da.ss man eine Lösung, welche mindestens eines der genannten Salze enthält, auf die Oberfläche der vorgebildeten Ammoniumnitratteilehen aufsprüht. 10.

   Verfahren nach Patentanspruch 1I, da durch gekennzeichnet, dass man ein Salz der a,a =Disulfosäure eines Dinaphthy lmethans verwendet, die erhalten wurde durch Umset zung von Naphthalin-a-sulfosäure mit Form aldehyd oder formaldehydabspaltenden Mit teln.

   11. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass man ein Salz der (@, ji'-Disnlfosäure eines Dinaphthylniethans verwendet, die erhalten wurde durch Umset- zun;- von Naphthalin-ss-sulfosäure mit Form- aldehyr1 oder forma.klehydabspaltenden Mit teln. 12.

   Verfahren naeh Patentansprueh II, dadureh gekennzeichnet, da.ss man ein Salz der a,ss'-Disttlfosäure eines Dinaphthylmethans verwendet, die erhalten wurde durch Umset zung einer äquimolekularen Mischung von Naphthalin-a-sulfosäure und Naphthalin-ss- sulfosäure mit Formaldehyd oder formalde- hydabspaltenden Mitteln.