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Verfahren zur Herstellung von Alkalichloraten und der Chlorate oder
Hypochlorite des Calciums und Magnesiums. Vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung
von Calcium oder Magnesiumhypocblorit -und Chlorat und von Alkalichloraten durch
Chlorierung von Calcium oder Magnesiumhydrat und idurch nachträgliche Umwandlung
iA Alkalichlorat.
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Die Löslichkeit des CalciuTnhydroxyds in Wasser ist sehr klein (OJ3I
Prozent bqi o' C,' 0,113 Prozent bei 30' C, 0,075 Prozent bei
70' C). Daher enthält die Kalkmilch nur sehr wenig Calcitilnhyd,#roxyd in
Lösung, und die ganze Menge des festen Calciumhydroxyds verbleibt in Suspension,
solange die Kalkmilch gerührt wird, und je höher dlie Konzentration der Kallemilch
ist, um so rascher scheidet sich das in Suspension sich befindende Caleiumhydroxyd
aus der Lösung aus, und um so schwieriger wird es, diese Ausscheidung durch Rühren
zu verhindern. Aus diesem Grunde muß man hohe Konzentrationen der Kalkmilch vermeiden,
wenn diese durch eine Reihe von Apparaten zirkulieren soll, um die Ausscheidüng
des Hydroxyds in den verschiedenen Teilen di.er Apparate zu verhindern, die das
ununterbrochene Arbeiten der Anlage verhindert und den Prozeß unpraktisch macht.
Die Apparate selbst müssen so in jeder Einzelheit entworfen werden, daß in keinem
Teile dersellben das feste Hydroxyd oder andere unlösliche Körper sich ausscheiden
können.
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In den bekannten Prozessen der Chloratfabrikation wird die Zirkulation
von Kalkmilch oder von Magnesiumhydroxyd ganz vermieden, um höhere Konzentrationen
-der Kalkmilch benutzen zu können, ohne daß sich dabei Hydrate ausscheiden, die
den Prozeß hindern. In den verschiedenen Chloratfabriken werden Kalkmilchlösungen,
die.etwa 5o bis ioo.g Ca0 im Liter enthalten, verwendet, was 5,5 bis 10,5'B6
entspricht, und die Chlorierungg dauert gewöhnlich 2 bis 3 Tage (s. Lunge,
1909, S. 576).
In diesen Prozessen wird die Kalkmilch in einer Reihe von Absorptionsapparaten
gerührt (s. L u n g e , S. 569 bis 577), unrd das Chlor-,gas
wird über die Flüssigkeit von einem Apparat zum anderen geleitet. Die Berührungsfläche
zwischen Flüssigkeit und Chlor in einer solchen Batterie von Absorptionsapparaten
ist verschieden: etwa 17 qm für eine Produktion von io t Chlorat in der Woche
bei Pechiney in Salindres, etwa 23 qm für 2,8 t pro Woche in den Einrichtungen
von Lunge, etwa 3 5 qm für etwa 2o t pro Woche in der United Alkali Company
in England. Die Konzenträtion der erhaltenen Lösungen von Calcium oder Magnesiumchlorat
und -chlorid sind auch verschieden: 16' oder höchstens 17' B# wird
von L u n g e empfohlen, etwa 25' B6 wird von Picheney hergestellt,
der eigentlich 24' B6 als die höchste Stärke ansieht, 18' bis ig' B# werden von
der United Alkali Co. hergestellt, wo diese Konzentrationen als die höchst zugänglichen
betrachtet werden usw. Die höchsten Konzentrationen, die überhaupt in irgendeiner
Chloratfabrik hergestellt wurden, ivaren 26 B# oder 44 Twaddles (s. L u n
g e, Handbuch der Soda-Industrie, igog, III. Band, S.576).
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Nach Beendigung der Chlorierung läßt trian die Lösung, die, wenn Calciiimhydrat
verwendet wird, aus Calciumchlorat und- Calciumclilorid und kleinen Mengen Hypochlorit
bestehen, in besonderen Behältern sich absetzen.
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Die dekantierten Lösungen werden dann durch die Filterpressen in Sammelbehälter
geschickt und von dort in Verdampfpfannen oder Kessel gesandt, dort verdampft und
in Alkalichlorat verwandelt. Für diese Konzentration und Um--wandlung braucht man
eine sehr große und teure Anlage, die kurze Lebensdauer besitzt und daher hohe Amortisation
beansprucht.
Zwei *Methoden der Konzentration und Umwandlun- kommen
in Verwendung: Die erste besteht in der Konzentrierung der Lösungen bis auf 37,41
B# heiß, wobei die Lösungen eine Temperatur von etwa 133' C erreichen, wonach
die heiße Lösung des Calciumchlorats durch Zufügung von Alkalichlorid, z. B. von
KCI, in Alkalichlorat verwandelt wird (z. B. bei der führenden Chloratfabrik in
St. Helens).
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Infolge der hohen Temperatur gehen etwa 15 Prozent des Chlorats bei
dieser Verdampfung und Umwandlung verloren, und diese Zersetzung des Chlorats wird
durch das Eisen der Verdampfapparate beschleunigt.
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Die zweite Methode besteht -d-arin, daß man die Lösungen zuerst auf
:28,8' lyis 341' B# konzentriert, dann in Kaliumchlorat umwan-(lelt, wonach man
die Lösungen auf etwa 15' C abkühlt, und die nach dem Ausscheiden des Chlorats
zurückgebliebene Mutterlauge wird #dann auf etwa 37,4' B# oder 70' Tw konzentriert.
Auch hier ist die Zersetzung des Chlorats bedeutend.
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In der Praxis braucht man für die Konzentration der Lösungen und die
Umwandlung in - Kaliumclilorat 3,5 bis 5 t Kohle pro Tonne
Kaliunichlorat.
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Um einen Teil von den :2o bis 28 Prozent (les Kaliumehlorats,
die noch in der Mutterlatige -verbleiben, zurückzugewinnen, werden die 'Mutterlaugen
auf etwa 18' C gekühlt, wobei sich ',l. des Kaliumchlorats ausscheiden.
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Die oben erwähnten #M.utterlaugen enthalten etwa 55 g
Calcitinichlorild in ioo g Wasser. Die von anderer Seite vorgeschlagenen
Mutterlaugen vom spezifischen Gewicht 1,36 enthalten über 58 g Chlorat auf
ioo g Wasser, und ihre Abkühlung muß über 18' C geleitet werden, danüt
CaC12- 6 a q sich nicht mit ausscheidet. Das gleiche ist der Fall
mit den Mutterlaugen vom spezifischen Gewicht 1,352,
die, nach Mitteilung
von L u n - e auf :2 1 ' C
"ekühlt werden sollen. Diese enthalten über
57 g Calcitimch-lorid in ioo g Wasser und können bei :21'
C nur unreines Chlorat ausscheiden.
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Es ist immer äußerst schwer, einen Prozeß im großen, insbesondere
bei der Tiefkühlung, zu leiten und ihn innerhalb von nur ein paar Grad zu halten.
Für die richtige Ausscheidung der Chlorate muß man die Lösungen tiefer und innerhalb
größerer Temperatur-« -üblen können, damit die Aus,schei-"renzen
1,
(hing &s Chlorats vollständiger ist, die Ausbeute besser und der Prozeß
selbst gesicherter wird, und es muß dafür gesorgt' werden, daß das Chlorat durch
Ausscheidung t' von CaCl. - 6 a q oder durch letzteres
und Eis nicht verunreinigt wird.
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el Im folgenden ist eine Tabelle gegeben, die auf Grund der Daten
der Landoltschen Tabellen berechnet ist:
| Gefrier- und |
| CaCI., in ioog sättigungs- Art des ausge- |
| Wasser punkte schiedenen festen |
| t' C Körpers |
| - io |
| 27 -20 Eis allein |
| 33,5 -30 |
| 39,5 -40 |
| 42,5 -55 Eis +CaCI,.6a q |
| Übergangspunkt: |
| 50,5 25 |
| 59 0 CaC1, - 6 a q allein |
| 65 +io |
Aus dieser Tabelle ist zu entnehmen, daß die 'Mutterlaugen, die auf 7o Tw oder 37,4
B# in den verschiedenen Chloratfabriken konzentriert werden, sowie die anderen in
Vorschlag gebrachten Konzentrationen alle bei etwa
- 2o'
C CaCl.
- 6 a q mit ausscheiden müssen, indem der Sättig ngspunkt
zwischen o' und :20' C liegt. "U Der Erfinder bringt daher zur Abkühlung nur Mutterlaugen,
die 3o bis
50 9, vorzugsweise 4o bis 5o
g, CaC1, in ioo
g Wasser enthalten, wodurch die Lösungen unter
- 2o'
C gekühlt
werden können, ohne daß ein Gefrier- oder Sättigungspunkt erreicht wird. Eine Lösung,
die z. B. 42,5
g
CaC1 2 in ioo
g Wasser enthält, kann weit unter -:2o'
gekühlt werden ohne Gefahrder Ausscheidung von Eis oder von CaC12.6aq, und das Chlorat
kann viel vollständiger ausgeschieden werden, wodurch eine bedeutend bessere Ausbeute
erreicht wird, denn bei
- 21'
C sogar verbleiben immer noch
8 Prozent Chlorat in der Lösung.
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In den oben erwähnten bekannt-en Prozessen ist aus den oben angegebenen
Gründen die Ausbeute, auch bei der Anwendung von-Unterkühlung, nie mehr als etwa
74 Prozent.
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Infolge der niedrigeren Ausbeute braucht man etwa 30 Prozent
mehr an Kalk und Chlor und etwa 12 Prozent mehr an Kaliumchlorid pro Tonne Kaliumchlorat,
und diese Resultate sind noch weniger- befriedigend im Falle von NatriumchlOTat.
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Vorliegende Erfindung bezweckt nun, alle obigen Nachteile der bestehenden'
Prozesse zu überwinden.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist die direkte Herstellung von hochkonzentrierten
chlorierten Lösungen in der Absorptionsanlage, so daß keine Einidampfung des Calcium-
oder Magnesiumehlorats für die Herstellung von Alkalichlorat mehr nötig ist, um
el Z,
die 3,5 'bis 5 t Kohle pro Tonne Chlorat
zu sparen, die teure Verdampfanlage, die keine Lebensdauer hat, zu vermeiden und
eifie bessere Ausbeute zu erzielen.
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Nach vorliegender Erfindung werden in der Absorptionsanlage Mischungen
aus Calcium oder Magnesiumchlorat, Chlorid und etwas Hypochlorit direkt hergestellt,
die ein spezifisches Gewicht von über :26,4' B# vorzugsweise über 33' B#
haben, ohne daß die Lösung e n vorerst dazu konzentriert wurden, wobei die Temperaturen
während der Chlorierung und/eder der nachfolgenden Umwandlung des Calcitim- oder
Magnesiumchlorats in Alkalichlorat unter den Temperaturen (6o' bis 70'
C) gehalten werden, bei welchen die Lösungen sich wesentlich zersetzen können.
Dabei werden nach dem Auskristallisieren der Hauptmenge des Kaliumchlorats bei gewöhnlicher
Temperatur (im Falle dieser Körper hergestellt -,vird) Mutterlaugen erhalten oder
hergestellt, die 3o bis 5o g Caleiumchlorid, vorzugsweise 4o bis 5o
g, in ioo g Wasser enthalten, die eine vollkorinnenere Ausscheidung
von reinem Chlorat durch Tiefkühlung ermöglichen.
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Die Erfindung gibt auch gewisse Verbesserungen in den Apparaten zum
Chlorieren des Calcium- und Magnesiumhydroxvds, die die Durchführung der obigen
Zwecke in rationeller We-ise -estatten. Die Apparatur zeich-ZD riet sich dadurch
aus, daß infolge der enormen Vergrößerung der B#rührungsfläche zwischen dem Chlorgas
und der Lösung viel höhere Konzentrationen in derselben in technisch rationeller
Zeit hergestellt werden können, sowie dadurch aus, daß sie in jeder Einzelheit so
entworfen ist, (laß der Prozeß durch keine Ausscheidung von festern Hydrat oder
von sonstigen unlöslichen Körpern in irgendeinem Teile Um desselben die Herstellung
gestört-werden der oben kann. erwähnten '
hohen Konzentrationen ohne Störung
zu ermöglichen, fügt man das Calcium od-er Magnesitinioxyd oder besser Hydrat (z.
B. gelöschten, gesiebten und gekühlten Kalk) während -der Chlorierung der Lösung
nach und nach zu, um auf diese Weise die Verwendung von el konzentrierten Lösungen
von Kalkmilch oder Magnesia zu vermeiden, die leicht Calcium oder Magnesiumhydrat
in den Apparaten ausscheiden.
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Bei der Herstellun- von Chloraten aus Caleiumhypochlorit unter Einwirkung
von Chlor gibt es eine Zeit vor der Beendigung der Chlorierung, wenn die, Hypochlorite
sich rasch in Chlorate verwandeln (s. Lung-e, S. 581#, in der sehr
viel Wärme entwickelt wird.- Um die Temperatur unter 70' C zu halten, muß
Wasser der Lösung zugefügt oder sonstige Einrichtungen für die rasche Kühlung verwendet
werden. Daher muß man 'die Lösun-"en in der Absorptionsanlage entsprechend stärker
herstellen, als man sie als Endlösungen hab-en will.
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Urii die Erfindung besser zu verstehen, wird diese an der.vorli#genden,
diagrammatischen Zeichnung als Beispiel auseinanderg#setzt, In der Zeichnung sind'a
und a' Absorptionstürme, b ist ein Zwischengefäß, c und c' sind Gefäße, in
denen die Lösungen umgerührt werden.
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Die Türme wer--den gasdicht aufgebaut, entweder aus glasierten Tonzylindern,
die übereinandergesetzt werden, oder aus Ziegeln, Eisenbeton oder- sonstigen'passen-den
Idaterialien. Sie sind unten offen und oben durch die Hauben d'und d' abgeschlossen,
die mit den Röhreng und g' iiir die Lösung verbunden sind und mit hermetisch
verschlossenen Fenstern, die den Zugang in das Innere erlauben, versehen sind (auf
der Zeichnung nicht angegeben). Das Chlorgas tritt durch die Rohre e und e' unten
in die Türme ein und verläßt diese oben durch die Rohre f und f'. Zwei oder
mehr solcher Türme werden vorzugsweise miteinander verbunden, so daß f
von
einem Turm mit e' vom nächsten-Turm verbunden wird.
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Innerhalb eines' jeden Turmes sind passende Einrichtungen getroffen,
um die zirkuliereirde Lösung auf eine möglichst große Fläche zu verteilen, indem
man sie in einem fein verteilten Zustande in dem Turm herunterströmen oder die Lösuhgen
auf einer sehr großen Verteilungsfläche herunterfließen läßt.
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Diese Einrichtungen bestehen aus einer Verteilungsplatte, die in der
Haube oben ein-Clesetzt und mit passenden öffnungen für die Verteilung,'der
'Lösung versehen ist. Ein Rührer kann über "dies'er Verteilungsplatte eingerichtet
werden, um das Absetzen des vorhandenen festen Hydrats zu V'erh#in.d!ern.
Ge-
eignete Mittel werden verwendet, um die zirkulierenden Lösungen auf einer
sehr großen Fläche herunterfließen zu lassen. - Vorzugsweise bestehen diese
Verteilungsmittel darin, daß auf einer Reihe von Stäben oder Ketten, Drähten- usw.,
die mit dem Wildermannschen chlorbeständigen Ebonit bekleidet sind, glasierte Tonkugeln
oder Glaskugeln tisw. auf-,gereiht Werden. Diese sind mit i bezeichnet. An Stelle
von Kugeln können natürlich- auch andere Körper von passender Form benutzt werden,
Die Hauptsache ist, daß die Lösung auf sozusagen vertikalen Linien abfließt, auf
-welchen sie sich schwer oder gar nicht absetzen kann. Eine gewöhnliche Berechnling
zeigt, daß auf diese Weiee die 2ofache Fläche und mehr leicht von dem geschaffen
werden kann, was sonst bei der Herstellung von
Chloraten Zur Anw-
endun- '. gelangt - - oder was bei zirkulierenden Lösungen zur Herstellung
von Die Hypochloriten bei der Chloratfabrikation- benutzt wird. - zur Anwendung
gelangten Flächen sind oben schon erwähnt worden. In der Zellstoffabrik Waldhof
in Mannheim sind Türme zur Anwendung gelangt, die etwa 7 in hoch und oß in
im Durchschnitt zeigten, und diese waren im Innern mit fast horizontalen Platten
versehen, die versetzt angeordnet wurden und am Ende abgeschnitten waren, damit
die Lösung von einer Platte zur anderen fließt. Es waren etwa neun oder zehn Platten
in jedem Tunn, so daß eine Kombination von drei Türmen nur etwa 16 qm enthalten
haben. In einer Einheit von drei Türinen von etwa 7 in Höhe, n,85 in Durchmesser,
kann man aber etwa 40 Ketten oder Stäbe in jedem Turme aufhängen, auf die man glasierte
Kugeln aus Ton b t' von etwa 8 crn Durchmesser übereinander aufreihen und
so eine Fläche von etwa 16o bis i8o qm herstellen kann. Zwei solche Einlieiten geben
also etwa 32o bis 36o qm Fläche.
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Im Falle man - die Lösungen im fein verteilten Zustande oder
als dünne Strahlen durch einen Verteiler herunterfließen läßt, braucht man natürlich
obige Einrichtungen nicht, sondern man benutzt einen Injektor oben in der Haube
des Turms oder sonstige passende Einrichtungen.
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Die off enen unteren Teile der Türme a tauchen in einen Flüssigkeitsverschluß,
den die zirkulierenden Lösungen in dem Zwischen-",Cfäße b bilden; dieses Gefäß ist
auch "
gasdicht gebaut, enthält einen Rührer j, um zu verhindern, daß
der fest,- Körper, der in der zirkulierenden Lösung suspendiert ist, sich niedersetzen
und die Ausflußrohre verstopfen kann. Dadurch wird die Hauptschwierigkeit cles Arbeitens
mit Lösungen von Calcium oder Magnesiumhydroxyd in Suspension vermieden und die
Herstellung höherer Konzentrationen möglich gemacht.
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Das Zwischengefäß b enthält auch ein Mannloch, (las abgeschlossen
werden kann, und siphonartig eingerichtete Abflußrohre k
und k', die
mit Schiebern r und r' versehen sind; das eine Rohr führt zum Gefäß c, das
andere zum Gefäß c'.
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Die Gefäße c und c' werden vorzugsweise aus Eiseilbeton gebaut,
die mit Ziegeln ausgekleidet werden. Sie sind mit Rührern zu versehen, die vorzugsweise
in Form von Ketten, die auf Rahmen aufgezogen sind, oder von flachen Latten usw.
aus passendem Mate-,ial aufgebaut werden, um das Absetzen der festen, in der Lösung
suipendierten Körper zu verhindern und die Lösung auf derselben Zusammensetzung
und Temperatur zu erhalten. jedes solche Gefäß enthält ein Mannloch ii -, durch
das man das Calcium oder Macrnesiumhydroxvd von Zeit zu Zeit einführt. Die Gefäße
eithalten außerdem ein Standrohr, das die Höhe der Lösung in den Ge-
fäßen
angibt, und Abflußrohreo und o', die mit Schiebern oder Hähnen s und s' versehen
sind und zu der Pumpe b führen, die die Lösung aus den Gefäßen-c und
c' in.die Türrne durch g oder g' pumpt. Eine zweite Pumpe befindet
sich neben p als Reserve.
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Beider; Herstellung von Kalitimchlorat aus Calciumhydroxyd und Chlor
wird damit begonnen, daß man die Schieber oder Hähne r und s und das Abflußrohr
o des Gefäßes c
öffnet und r', s' und o' schließt.
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Kalkmilch wird zuerst in dem Gefäße c,
welches mit Wasser gefüllt
ist, hergestellt, indem man den Rührer in Bewegung setzt und gelöschten, gesiebten
und abgekühlten Kalk durch- das Mannloch it in das Gefäß einführt. Die Kalkmilch
der gewünschten Stärke wird dann durch p in die Türmes-, s' gepumpt; sie
zirkuliert durch die Türrne und verläßt das Zwischengefäß b durch -das Abflußrohr
k, in das Gefäß c fließend, aus dem die Flüssigkeit durch die Pumpe
p in den Turm a gepumpt wird-, so einen Kreislauf beschreibend. Das Chlor
von einer passenden Konzentration (vorzugsweise io bis 15 Volumprozent) und
aus irgendwelcher Quelle, z. B. von elektrolytischen Zellen, strömt durch Idas Rohr
e in den ersten Absorptionsturm a und verläßt ihn durch das Rohr f, um zum
Rohre' des zweiten Turms zu gelangen, und verläßt letzteren durch f', um
entweder in das Eintrittsrohr e des ersten Turms der zweiten Einheit oder um in
die Hau tchlorleitung zu gelangen, aus p ZD der die Luft durch einen Ventilator
abgesaugt wird. So bewegt sich das Chlor nach oben in entgegengesetzter Richtung
zu der t> t1 b t' nach unten strömenden Flüssigkeit in den Türmen.
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In der Zeichnung wird die Einheit als aus ?Z
zwei Türmen bestehend
dargestellt. . Man kann aber auch einen Turm von größerer Leistung oder mehr
als zwei Tünne in Anwendung brin-en. Gewöhnlich werden zwei oder mehr solche Einheiten
miteinander verbunden, indem das Chlor von der ersten Einheit zur zweiten passiert.
Benutzt man drei Einheiten, so werden zwei miteinander verbunden, um die _('hlorier-uno,#
der teilwelse schon chlorierten Lösungen zu beendil-en, eine Einheit ar-beitet#allein
für sich mit frisch hergestellter Kallmilch. Auf diese Weise kann man die Anlage
vollständiger ausnutzen.
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je weniger von Calciumhydroxyd in der Lösung infolge der Bildung von
Calciumhypochlorit und -chlorid zurückbleibt, je
höher die Konzentration der
chlorierten Lösung wird, um so langsamer wird die Ab-
sorption
des Chlors, und es fängt an, den Turm bei f' zu verlassen. Ehe das geschieht, wird
das Rohr f' der ersten Einheit mit dem Rohre c der zweiten Einheit
verbunden, in der frische Kallanilch zirkuliert, um das Chlor vollständig zu absorbieren.
Dieses ist um so notwendiger, da während der Chlorrierung der höheren Konzentrationen
nur ein kleiner Tei.1 des zirkulierenden Chlors absorbiert wird, während bei dem
übergange des Hypochlorits in Chlorat das Chlor nur als Vermittler der
--Reaktion (Katalysator) wirkt, ohne bei der Reaktion absorbiert zu werden.
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Wie schon oben erwähnt, wird während der Chlorierung von Zeit zu Zeit
frischer gelöschter Kalk oder Magnesiumhydrat in das Gefäß c durch das Mannloch
n eingeführt, um starke Konzentrationen der Kalkmilch zu vermeiden, bis man die
gewünschte Konzentration der chlorierten Produkte erhalten hat. Dabei wird während
der ganzen Zeit der Chlorierung die Temperatur unter etwa 7o' C gehalten.
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Ist die Chlorierung (zum Calciumchlorat) in C beendigti- so werden
die Schieber oder Hähne Y' und s;' geöffnet, während r und s geschlossen
werden. Auf diese Weise werden die Türme a und d mit dem Zwischengef äße
b
und dieses mit dem Gefäße c' in Verbindung gesetzt, in dem inzwischen entweder
eine frische Kalkmilchlösung hergestelli worden ist oder in das inzwischen eine
schon teilweise chlorierte Lösung von einem der Gefäße c der z-weiten oder dritten
Einheit herübergepumpt worden ist. Die Lösung wird dann aus dem Gefäße
t' durch das Ausflußrohr o', Schieber s' von der Pumpe p zu den Absorptionstürmen
a und a' nach oben gepumpt und gelangt durch das Zwischengefäß b durch das
Ausflußrohr kl und Schieber r' in das Gefäß cl zurück, und der Kreislauf wird wie
frÜher ausgeführt.
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«Wenn die teilweise chlorierten Lösungen von # oder c' der zweiten
oder dritten Einheit in c oder c' der ersten Einheit herübergepumpt werden und die
frische Kalkmilchlösun-g in c oder c'. der zweiten Einheit hergestellt ist, so bleiben
die arbeitenden Einrichtungen und die Art der Führung des Chlors durch die Türme
der verschiedenen Einheiten dieselben wie früher. Dazu müssen besondere Einrichtungen
getroffen werden, um das Herüberpumpen der Lösungen von c oder c' einer Einheit
in c oder c' der anderen Einheit zu ermöglichen; diese Übertragung der Lösungen
ist aber mit einem wesentlichen Zeitverlust verbunden. Um letzteres zu vermeiden,
kann manden Prozeß auch so leiten, daß man in c der ersten Einheit die frische Kalkmilch#lösung
herstellt, die erste Einheit zur zweiten und die zweite Einheit, die in c schon
eine teilweise chlorierte Lösung enthält, zur ersten macht, indem das Chlorgas jetzt
zuerst durch die zweite Einheit und von dieser -durch die erste Einheitdurch eine
Nebenleitung leitet. Dazu müssen in den Chlorleitungen besondere Einrichtungen getroffen
-werden, die eine solche Umschaltung in ganz kurzer Zeit ermögliehen.
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Die fertigchlorierte Chloratlösung im Gef äße c wird and!auernd gerührt
und heiß durch die Filterpre ' sse in ein Umsatzgefäß gepumpt, welches einen
Rührer und eine Heizschlange enthält. Hierin wird der Lösung Chlorkalium mit einem
Überschuß von 2, Prozent, soweit es für die Umwandlung des Ca:lciumchlorats
in Kaliumchlorat notwendig ist, zugefügt, wobei die Temperatur auch hier bei etwa
6o' bis 70' C gehalten wird.
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Aus dem, was auf der Filterpresse zurückgeblieben ist, wird das Chlorat
ausgelaugt und in eines der Gefäße c gebracht, um zur Herstellung von, frischer
Kalkmilch benutzt zu wer-den.
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Wie aus Obigem zu ersehen ist, verbleibt in dem Zwischengefäße
b immer ein Teil der fertigen Chloratiösung, der mit der frischen Kalkmilch
sofort bei der Zirkulation zur Vermischung gelangt, so daß in dem Prozesse die Lösungen
immer einige Prozente Chlorat enthalten.
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Die Lösung im Umsatzgefäße besteht nun aus Kaliumchlorat und Calciumehlorid-.
Diese wird gewöhnlich heiß in Kristallisationspfannen abgelassen, damit sie sich
auf gewöhnliche Temperatur abkühlt, wobei das Kaliumchlorat in größeren Kristallen
sich abscheidet, was zu einem reineren Produkte führt. Sonst hätte man das Gemisch
in dem Umsatz,gefäße kühlen und dann zentrifugieren können, wobei sich aber kleinere
Kristalle ausscheiden würden.
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Die abgelassene Mutterlauge soll nun nur 30
bis 5o
g, vorzugsweise 4o bis 50 9, CaC12 in ioo g Wasser enthalten,
damit die Kühlung auf - :2o' C und darunter gebracht werden kann lind
reines Kaliumchlorat, frei von Cac12.6aq und/oder Eis, sich ausscheidet und die
Ausscheidung des Chlorats vollstäncliger wird. Werden die Lösung-en in den Absorptionstürmen
-nicht von solcher Konzentration hergestellt, um direkt solche Mutterlaugen zu liefern,
so müssen die stärkeren Lösungen auf den gewünschten Gehalt verdünnt werden.-Mit
den oben beschriebenen Apparaten kann man auch Hypochlorite höherer Konzentration
unter Zirkulation der Kalkmilch herstellen.
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Die Vorzüge des vorliegenden Prozesses
der Chloratdarstellung,
verglichen mit den bekannten Prozessen, sind-.
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i. Man erhält eine Ausbeute von go bis 92Prozent an Stelle von etwa
74Prozent. Dadurch wird große ökonomie im Chlorgas, in Kalk, in Chlorkalium und
in den Produktionskosten pro Tonne Chlorat erzielt.
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2. Die Chlorierungsapparate sind alle von der billigsten Konstruktion
und haben eine bedeutend längere Lebensdauer.
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el 3. Die kostspielige große Verdampfanlage, die keine Lebensdauer
besitzt, wird gänzlich vermieden, wodurch eine Verbilligung der Anlagekosten und
der Prodtiktionskosten erzielt wird.
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4. Es werden 31/2 bis 5 t Kohle pro Tonne Chlorat gespart.
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5. Es läßt sich eine vollständigere Abscheidung des Kalitanchlorats
durch Tiefkühl#ung erzielen, wobei das Chlorat frei von CaCl. - 6
a q wird.