DE326620C

DE326620C - Verfahren zur Darstellung von Kaliumchlorid aus kalihaltigen Mineralien

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Publication number: DE326620C
Application number: DE1918326620D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1917-06-05
Filing date: 1918-06-05
Publication date: 1920-09-30

Description

Verfahren zur- Darstellung von Kaliumchlorid aus kalihaltigen Mineralien. Es ist bekannt, zum Aufschließen von Kalifeldspat u..dgl. kalihaltigen Mineralien, .dieselben mit Natriumchlorid oder einem Erdalkalichorid zu erhitzen, und daß hierbei z. B._ bei Anwendung von Kalifeldspat. und von Natriumchlorid die umkehrbare Reaktion gemäß folgender Formel verläuft Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun ,ein auf obiger Reaktion beruhendes Verfahren zur Darstellung von Kaliumchlorid aus kalihaltigen, natürlichen Silikaten, Felsen, Gesteinen, Erzen und Abfällen, das in der Weise durchgebildet ist, -daß der größte Teil .des gebildeten K Cl in -einer kaliumchloridreichen Mischung von Kaliumchlorid mit dem zur Durchführung des Verfahrens angewandten Reaktionssalz erhalten wird, aus welcher das K.Cl leicht in ganz reiner Form ausgeschieden werden kann.
Dieses Verfahren besteht darin, daß man das angewandte Reaktionssalz (z. :B. Na Cl) .in geschmolzenem Zustand - bei einer Temperatur von 8oo bis azoo° C und unter Ausschluß von Luft und Feuchtigkeit -von oben nach unten durch das fein verteilte kalihaltige Material sickern lägt, indem man hierbei ,zweckmäßig Abflußkanäle vorsieht, durch welche die resultierenden geschmolzenen Salze in geschmolzenem Zustande abgeführt -und so gewonnen werden können. Die -ersten so .erzielten Salzabflüsse-sind.die@reichsten an Kaliumchlorid und können .bis 5o Prozent K Cl, bei kontinuierlichem Betrieb-durchschnittlich z5 Prozent K Cl enthalten, während der Rest ihres Inhaltes nahezu reines Na Cl ist, so daß die Trennung und Gewinnung beider Salze sehr bequem durch Auskristallisieren aus einer wäßrigen Lösung vollzogen werden kann. Die erhaltene Salzmischung kann auch direkt für Zwecke, die eine solche -Mischung erheischen, verwendet werden. Ein geringer Zusatz von Magnesiumchlorid zum Reaktionssalz trägt zur Erniedrigung des Schmelzpunktes bei und .erleichtert das Durchsickern durch das kalihaltige Material, , was auch noch in allen Fällen dadurch erleichtert werden kann, daß man eine Saugwirkung in den Abflußkanälen unter der Reaktionsmasse herstellt.
Zur Ausführung dieses Durchsickerungsprozesses kann eine stehende Retorte verwendet werden, an deren unterem Ende Mittel vorgesehen sind, um das durchgesickerte Salz aufzufangen und dasselbe abzukühlen, ohne .es mit Luft oder Feuchtigkeit in Berührung zu bringen. Das Salz sickert abwärts durch das vermahlene Material in dem Maße, wie es abschmilzt, so daß das gebildete K Cl rasch weg-. geführt Wird von dem ' der Reaktion unterworfenen kalihaltigen Material. Diese Wegfuhr des K C1 findet bei den höchsten Arbeitstemperaturen statt, d. h., wenn das Salz vollständig geschmolzen ist, wodurch jede Neigung zur Umkehr der Reaktion vermieden wird. Bei dieser Arbeitsweise wird es möglich, einerseits in den ersten abfließenden Mengen ein kalireiches Salzgemisch zu gewinnen, aus welchem eine gute Ausbeute an Kaliumprodukten im Werk -direkt und billig erhalten werden kann, und anderseits wird es möglich, die größtmögliche Menge Kali aus dem - Rohmaterial zu entfernen. Das am Ende des Verfahrens aus dem Rückstand ausgewaschene Salz kann neuerdings im Prozeß verwendet werden.
In diesem Verfahren gibt es keine Verluste außer den geringfügigen Verlusten, die sich aus der Manipulation der Materialien ergeben. Es ist stets darauf zu achten, daß bei Ausführung des Verfahrens weder Luft noch Feuchtigkeit zur Reaktionsmasse Zutritt haben, denn sonst würden andere Reaktionen stattfinden, ein großer Chlorverlust eintreten,. das resultierende Gemisch zum Schmelzen neigen und die Ausbeute viel spärlicher ausfallen. Damit würde das Verfahren wirtschaftlich unmöglich gemacht.

Nahezu-jedes unlösliches Kali enthaltendes Material kann als Rohmaterial verwendet werden. Es können z. B. die Materialien verwendet werden, die im nachstehenden Verzeichnis angegeben sind, in welchem je auch der entsprechende Durchschnittsgehalt an Kali, als KZ 0 ausgedrückt, angegeben ist.

Prozente- K2 0

_. Reiner Leucit (auserlesen), . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . : . . . . . . . . . . 15 bis 20

2. Reiner Kalifeldspat (Orthoklas auserlesene Adern) ...... . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1a bis 16

3. Reines Pegmatitgestein (auserlesen oder wie in der Natur vorkommend) ..... 8 bis 13

4. Reiner Kaligranit (wie in der Natur vorkommend) . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . 6 bis 8

5. Tonsand bzw. Abfälle von Tonsandstein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 bis 7

6. Konzentrierter Grünsand oder andere ähnliche Quellen .................... variabel.

Alle diese Materialien, die in großen Mengen in der Natur vorkommen, können gemäß dem neuen Verfahren behandelt werden. Es können dabei 7o bis go Prozent ihres vollen Kaligehaltes als reines Kaliumchlorid direkt und billig gewonnen werden, und zwar ohne Anwendung bzw. Beimischung einer anderen Substanz als des gewählten Reaktionssalzes, wie z. B. Natriumchlorid. Das überschüssige Reaktionssalz wird nützlicherweise wiedergewonnen und von neuem verwendet.

Beispiel. Pegmatit, d. h. hauptsächlich aus Kalifeldspat bestehendes Gestein wird in einer gewöhnlichen Eisenmühle so gemahlen, daß das gesamte Mahlgut durch ein 6o Maschen per laufenden Zoll aufweisendes Sieb hindurchgeht. 250 g dieses gepulverten Materials werden mit 5, g Kochsalz innig vermischt und die Mischung in einen Stahltiegel mit durchlochtem Boden, gebracht, welcher Tiegel innerhalb eines Graphittiegels untergebracht wird, der als Muffel dient. Unter dem Stahltiegel und dicht an demselben angeschlossen ist ferner im Graphittiegel ein Nickeltiegel angeordnet, der als Aufnahmebehälter für das durchsickernde Salz dient. Über den Lochungen des Stahltiegelbodens ist in demselben ein kleiner, umgekehrter Nickeltiegel angeordnet, welcher als Schutzschild 'wirkt und das Gestein zurückhält, während er den geschmolzenen Salzen gestattet, abzufließen.
Zur Feldspatladung werden allmählich während des Erhitzens (das zwei Stunden dauert) noch Zoo g Salz in dem Maße zugefügt, als der Durchsickerungsprozeß dauert. Das Erhitzen geschieht mit einer Gebläsegasflamme, die auf die Außenseite des Graphittiegels einwirkt. Die Temperatur wird unter iooo ° C gehalten (im Zentrum der Ladung mittels eines Pyrometers gemessen). Sobald das Salz ins Schmelzen gerät, sickert .und filtriert es abwärts, am Nickeltiegel vorbei, durch die Löcher im Boden des Stabltiegels hindurch und gelangt in den Nickelbehälter. Solange als frisches Kochsalz von oben zugesetzt wird, fließt der Salzüberschuß, zuerst stark mit K Cl beladen, unten ab nach dem Sammelbehälter. Es werden so 97 g geschmolzenes, praktisch vollständig reines Mischsalz, enthaltend 25 Prozent K Cl und 75 Prozent Na Cl, erhalten, während annähernd 16o g Mischsalz,. das 6 Prozent K Cl und 94 Prozent Na Cl und keinerlei Unreinigkeiten enthält, mittels einer wäßrigen Lösung aus dem Rückstand als reine, neutrale Chloridlösung extrahiert werden können.
Der sorgfältig gesammelte Rückstand zeigt nach dessen Waschen und Trocknen alle Merkmale von zerkleinertem Feldspat; sein Kaligehalt beträgt noch 2 Prozent KZ 0, während sein Natrongehalt auf io,8 Prozent Na. 0 gestiegen ist. Das Gesamtgewicht, ursprünglich 25o g, ist nun nur noch 245,7 g.
Sowohl Eisen- als Nickeltiegel werden in keiner Weise angegriffen durch ihre Berührung mit der heißen Ladung infolge der Abwesenheit von Luft oder Feuchtigkeit; so konnte z. B. nicht einmal eine Veränderung von wenigen Milligrammen an dem vollständig eingebetteten Nickelschild ermittelt werden. Wenn man noch mehr Salz durch den Feldspat durchsickernläßt, so findet eine weitere Extraktion von Kali aus den Rückständen statt, und zwar bis- praktisch alles K2 O durch Nag O ersetzt worden ist.
Die Resultate des Beispiels entsprechen einer Extraktion von vol'.en 8o Prozent des K2 O-Gehalte3 des angewandten Rohmaterials. Der wirkliche Verbrauch an Salz (Na Cl) ist nur 78 Prozent vom Gewicht des erzeugten K Cl. Das überschüssige K Cl-haltige Kochsalz kann ganz zurückgewonnen werden und neuerdings dem Prozeß zugeführt werden.
Beim Arbeiten gemäß obigem Beispiel kann auch ein stehender Retortenofen- mit Guß-oder Stahlretorte verwendet werden, die am unteren Ende eine wegnehmbare Tür oder Bodenplatte aufweist, die mit Mitteln ausgestattet ist, um das geschmolzene Chlorid abzuleiten, in dem Maße, wie es herunterläuft, und um das erschöpfte Material der Ladung periodisch abzulassen. Zu diesem Zweck kann die Retorte innen etwas konisch verlaufen. Hierbei ist es vorteilhaft, wenigstens 2o Prozent Salz vom Gewicht des Materials mit letzterem zu vermischen, bevor es in die Retorte eingefüllt wird und bei den sukzessiven Zugaben vom Rest des Salzes jeweilen nur ein wenig desselben in den Retortenoberteil einzuführen. Die Retorte kann so im Ofen eingebaut sein, daß die größte Hitze an deren' Oberteil, wo die Salzschmelzung stattfindet, herrscht.
Wenn das beschriebene Durchsickerungsverfahren in vertikaler Retorte ausgeführt wird, ist es vorteilhaft, die aus dem Endrückstande ausgelaugte Lösung vom überschüssigen Salz wieder zu verwenden, indem man sie in konzentriertem Zustand mit dem Feldspatrohmaterial zu einer Paste für die nächste Ladung vermischt. Die erhaltene Paste wird dann bei einer Temperatur (z. B. unter 400 ' C getrocknet, bei welcher keine Salzzersetzung, stattfindet. Die getrocknete Mischung wird in die Retorte gebracht, in welcher man frisches Salz mir von oben zubringt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Darstellung von Kaliumchlorid aus kalihaltigen Mineralien durch Erhitzen derselben mit Natriurnchlorid oder einem Erdalkalichlorid oder einem Gemisch solcher Chloride, dadurch gekennzeichnet, daß man das angewandte Chlorid oder die angewandten Chloride in geschmolzenem Zustand - bei einer Temperatur von 8oo bis 12oo ° C und unter Ausschluß von Luft und Feuchtigkeit - von oben nach unten durch das fein verteilte kalihaltige Material durchsickern -läßt.
2. Verfahren gemäß Patentanspruch i, bei welchem während des Durchsickerprozesses zusätzliches Chlorid der Reaktionsmasse in dem Maße zugeführt wird, als der Durchsickerprozeß fortschreitet und das durchgesickerte Chloridgemisch gesammelt und abgekühlt wird.
3. Verfahren gemäß Patentanspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchsickern von Natriumchlorid durch einen Zusatz von Magnesiumchlorid gefördert wird. q..
Verfahren gemäß Patentanspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchsickern des Chlorids durch eine Saugwirkung gefördert wird.
5. Verfahren gemäß I3atentanspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Rückstand des mit geschmolzenem Chlorid behandelten Materials das in demselben zurückgebliebene Chlorid wiedergewonnen wird, und das so wiedergewonnene Chlorid in Form konzentrierter Lösung mit fein verteiltem Kalifeldspat gemischt, die Mischung getrocknet und auf 8oo° bis 12oo° erhitzt wird, während geschmolzenes Chlorid durch dieselbe unter Ausschluß von Luft und Feuchtigkeit durchsickert.