DE416005C - Verfahren zum Aufschluss von Erdalkalisulfaten, insbesondere von Bariumsulfat - Google Patents

Description

• Verfahren zum Aufschluß von Erdalkalisulfaten, insbesondere von Bariumsulfat. Es ist bekannt, daß man, ebenso wie die entsprechenden Salze des Kalziums und Strontiums, Schwerspat, der in Wasser praktisch unlöslich ist, dadurch in Lösung bringen kann, daß man ihn. durch Kohle bei sehr hoher Temperatur reduziert und das entstandene Sulfid nun in geeigneter Weise auf andere Bariuniverbindungen weiter verarbeitet. Der Glühprozeß und die Beseitigung des gebundenen Schwefels sind hierbei umständlich und teuer. Auch ist es aus der analytischen Chemie bekannt, daß man die Erdalkalisulfate durch wiederholtes Kochen mit konzentrierten Alkalikarbonatlösungen oder durch Schmelzen mit solchen Karbonaten in Lösung bringen kann, indem dabei die säurezersetzlichen Erdalkalikarbonate entstehen und gleichzeitig Allzalisulfate gebildet werden. Ein ä hnliclies Verfahren dient bereits zur Cberführung von Gips mittels Ainmoniutnkarbonates in Aninioniumsulfat und Kalziumkarbonat. Nach dein Verfahren der französischen Patentschrift 4o8357 erhitzt man Schwerspat (ioo Teile) oder gefälltes Bariumstilfat mit 15o bis zoo Teilen Pottasche und Zoo Teilen Wasser 1/.. bis i Stunde unter 5 Atin. Druck, um 97 Prozent Umsetzung zu erzielen.
• Für viele Zwecke der-- Weiterverarbeitung auf andere Bariumverbindungen sind die nach diesem Verfahren erzielten Karbonate nicht rein genug; der Schmelzaufschluß durch Soda oder Pottasche ist kostspielig und unbequem und liefert ---was für die analytische Chemie belanglos ist, technisch jedoch sehr Iris Gewicht fällt - keine alkalifreien Karbonate. Ebensowenig gelangt man durch Druckkochung oder durch wiederholtes Kochen unter gewöhnlichem Druck zu restlos aufgeschlossenen, alkalifreien Produkten.
• Man hat auch bereits vorgeschlagen, Bar itimsulfat durch wiederholtes Behandeln mit Natriumkarbonatlösung in Bariumkarbonat überzuführen. Aber auch dieses Verfahren weist erhebliche technische Nachteile auf. Die Umsetzung führt nämlich namentlich in den ersten Verarbeitungsstadien zu einem Bariumkarbonat, das z. B. neben nur 5o bis 6o Prozent Ba C03 und 4o bis 3o Prozent Barium- und Alkalistilfaten mindestens io Prozent Alkalikarbonat in fester Lösung enthält. Wenn'man nun die unzersetzt gebliebene Alkalikarbonatiösun" die an Alkalisulfat angereichert ist, einfach nach dein älteren Verfahren vom Rückstand abgießt und mit neuer Lösung behandelt, so ist der Effekt sehr schlecht, da die mitgeschleppten Alkalisulfate das Reaktions-Uleichgewicht bereits wieder ungünstig verschieben. Wichtig ist nämlich, daß sich so wenig Alkalisulfat wie möglich in Lösung befindet. Daher ist es notwendig, den Aufschluß wenigstens einmal zu unterbrechen und das gewonnene Rohkarbonat mit Wasser innigst auszuwaschen, um alles 'LNTatriumkarbonat und -sulfat bzw. überhaupt die Alkalisalze in die entsprechenden Bariumverbindungen überzuführen.
• lach der Erfindung wird daher derart gearbeitet, daß das Rohmaterial mit Karbonatlösung aufgeschlossen wird. Die Reaktionsmasse wird dann sofort mit heißem Wasser gewaschen und nochmals mit Karbonatlösung behandelt. Falls erforderlich, kann das Waschen und die Behandlung mit Karbonatlösung mehrfach wiederholt werden.
• Bei der Verwendung von Kaliuhr- und Natriumkarbonat ist lediglich die Höhe der Temperatur, nicht jene des Druckes maßgebend. Dieser läßt die Umsetzung nur schneller verlaufen. Man kommt an sich zu dem gleichen Ergebnis, wenn man den Schwerspat gegebenenfalls wiederholt mit möglichst konzentrierten Lösungen von Alkalikarbonat, z. B. Pottasche, ohne Druck erhitzt. Je mehr die Pottaschelösung sich ihrem Sättigungsgrad nähert, desto höher wird ihr Siedepunkt (in ioo g Wasser 47,5 g K@ C03 - 1o5° Siedepunkt; desgleichen 152,5 g - i25°; desgleichen 2o2,5 g -133,5 °) und desto mehr nimmt die Umkehrbarken der Reaktion ab. Außerordentlich wichtig für den quantitativen Verlauf des Aufschlusses ist zudem die möglichste Feimnahlung des Schwerspats, der vorher nach den gebräuchlichen Methoden abgeschlämmt und durch Aufkochen beispielsweise mit Schwefel- oder Salzsäure und Natronlauge, gegebenenfalls sogar unter Druck, eisen-, aluminium- und kieselsäurefrei gemacht sein muß. Unerläßlich ist es ferner, die Reaktionsmasse während des Aufschlusses dauernd intensiv zu rühren. Je konzentrierter die Lösung von Pottasche ist, desto rascher erfolgt die Umsetzung auch ohne Druck, die je nach der Stärke dieser Lösung ein oder mehrere Male unterbrochen werden muß, um das Gemisch von Ba S04 und Ba C03 rasch abzusaugen, gut auszuwaschen und dann aufs neue mit frischer Pottaschelösung zu erhitzen, bis die Umsetzung genügend vorgeschritten ist. In offenen, eisernen Kesseln kann man z. B. mit Zoo g Pottasche auf ioo bis 15o g Wasser (unter kontinuierlichem Ersatz des Verdampfverlustes) ja unter Umständen noch mit dem Salz KZC03 # 1/_# 11,0 arbeiten. Die Durcharbeitung des dicken Reaktionsbreies erfordert dann allerdings ein kräftiges Rührwerk. Beim Arbeiten unter Druck oder mit Soda ergeben sich ähnliche Verhältnisse.
• Die auf diese Weise mit oder ohne Anwendung von Druck erhaltenen Reaktionsmassen werden heiß mit siedendem Wasser (unter Vermeidung großer Überschüsse) angerührt, rasch abgenutscht, nochmals gewaschen usw., bis sie frei von Pottasche und Kaliumsulfat sind. Trotzdem gelingt selbst beim Arbeiten in der Wärme die Befreiung von den letzten Mengen Alkalikarbonat, das mechanisch eingeschlossen und »fest gelöst« ist, nur schwer. Man gibt deshalb den letzten Waschwässern einen genügenden Zusatz von Chlorbarium oder Bariumnitrat, das man sich aus dem Bariumkarbonat leicht selbst herstellen kann. Die so erhaltenen Bariumkarbonatniederschläge sind dann völlig alkalifrei und bilden nach dem Trocknen ein rein weißes, lockeres Pulver von ausgezeichneten Eigenschaften.
• Der Aufschluß von Schwerspat oder Bariumsulfat kann auch durch Ammonkarbonat geschehen, das als fertiges Salz möglichst konzentriert gelöst, oder in der Schwerspataufschlämmung durch Sättigen mitAmmoniak und Kohlensäure erzeugt wird. Der Aufschluß durch Ammonkarbonat muß natürlich stets unter Druck im Rührwerksautoklaven erfolgen, da -das Ammonkarbonat schon bei 6o° in seine beiden Komponenten zerfällt. Die Auswaschung geschieht wie oben beschrieben.
• Die als Nebenprodukte entstehenden, sehr reinen Sulfate der Alkalien sind in den stark alkalischen Filtraten so scheuer löslich, daß sie größtenteils direkt in fester Form gewonnen werden. Für die Ammoniumsalze gilt das gleiche.
• Ausführungsbeispiele. i. Ein Rohschwerspat mit 95,47 Prozent Ba So, neben 1,26 Prozent Glühverlust und 2,5I Prozent A1203 -f- Fe203 wurde feinst gemahlen und abgesiebt und dann durch Kochen mit konzentrierter Salzsäure in ein Produkt mit 99,9 Prozent BaSo, verwandelt. 117 kg dieses Spats wurden mit 134 kg Pottasche in heißgesättigter Lösung i bis 2 Stunden im Rü hrwerksautoklav bei 3 bis 5 Atm. gekocht. Die Reaktionsmasse wurde dann abgenutscht, mit heißem Wasser und heißer Chlorbariumlauge gut gewaschen und dann nochmals eine halbe Stunde mit der Hälfte der oben zuerst angewandten Pottaschelösung behandelt. Das Endprodukt hatte nach dem angegebenen Auswaschen und dem Trocknen 99,3 Prozent BaC03 und war alkalifrei.
• 2. Von in gleicher Weise vorbehandeltem Schwerspat mit 99,9 Prozent BaS04 wurden 117 kg mit 1o6 kg Soda in heißgesättigter Lösung in offenen Rühr werksbottichen 2 Stunden gekocht. Dann wurde die Masse abgesaugt, mit heißem Wasser und Chlorbariumlauge gewaschen und aufs neue der Behandlung mit der obigen Menge Sololösung unterworfen. Diese Arbeitsweise wurde dreimal wiederholt und gab schließlich nach dem Waschen ein Enderzeugnis mit 98,95 Prozent BaC03 und o,o Prozent Na.SO, oder Na_SO".

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Aufschließen von Erdallcalisulfaten, insbesondere von Bariumsulfat, durch Lösungen von Alkali-oder Ammoniumkarbonat in der Kochhitze, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens zwei Arbeitsgängen mit heißges iittigter Karbonatlösung aufgeschlossen, und daß das gebildete Erdalkalikarbonat nach jedem Aufschluß sofort schnellstens mit heißem Wasser ausgewaschen wird. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß den Waschwässern Erdalkalisalz zugesetzt wird.