DE570471C - Herstellung von Pottasche mit Nebengewinnung von Ammoniak oder Ammonsulfat - Google Patents

Description

• Herstellung von Pottasche mit Nebengewinnung von Ammoniak oder Ammonsulfat Es ist an sich bekannt, schwefelsaures Alkali in Gegenwart von kohlensaurem Kalk durch Einwirkung von Kohlenstoff und Stickstoff bei hoher Temperatur, z. B. rooo° C, zu Alkalicvanid, -cvananrid o. dgl. umzusetzen.
• Das Verfahren verläuft beispielsweise bei der Verarbeitung von Kaliumsulfat zu Kalirrriicvanid gemäß folgender Gleichung: K_ S O., -}- 6 C -f- Ca C O3 -i- N-=KCN +CaS+3Cb -', 2C02. Der Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, durch Einführung dieser bekannten Verfahrensstufe in ein Verfahren zur Herstellung von Pottasche oder Ätzkali nach Art des bekannten Leblancschen Sodaprozesses diesen insofern erheblich zu verbessern, als hierbei als -Nebenprodukt durch Verseifung des Kaliumevanids Ammoniak anfällt. Hierdurch wird y die bekanntlich bisher höchst fragwürdige Wirtschaftlichkeit dieses Prozesses ganz wesentlich gehoben.
• Es ist allerdings schon früher vorgeschlagen worden, die bekannte Leblanc-Reaktion in Verbindung mit einem Cvanisierungs- und @'erseifungsvorgang zu verwenden. Dies geschah aber ausschließlich zu dem Zweck der Erzeugung von Ammoniak, so daß eine Verbesserung des Prozesses der Herstellung von Alkalicarbonat selbst nicht erzielt werden konnte.
• Im Gegensatz hierzu soll gemäß der Erfindung ein abgeändertes Verfahren zur Herstellung von Pottasche nach Art des Prozesses von Leblanc unter Nebengewinnung von Ammoniak oder Ammonsulfat darin bestehen; daß Kaliumsulfat in Mischung mit Kohlenstoff und Kalk durch Einwirkung von Stickstoff bei hoher Temperatur in Kalituncyanid übergeführt und dieses zwecks Herstellung von Pottasche unter LN-ebengewinnung von Arnmoniak (das gegebenenfalls auf Arnmonsulfat verarbeitet wird) verseift wird.
• Außer denn grundlegenden Vorteil gegenüber dem alten Leblanc-Verfahren, der in der Nebengewinnung von Ammoniak zusätzlich zu der Pottasche besteht, werden noch weitere erhebliche Vorteile durch die neue Verfahrensweise erreicht. Diese Vorteile sind im wesentlichen durch die Zusammensetzung der Reaktionsmasse, ihre Struktur sowie ihre Verarbeitung begründet.
• Die Zusammensetzung der Reaktionsmasse des Leblanc-Verfahrens ist bekanntlich im allgemeinen 1j', bis 1/2 Kohle und 2/3 bis "/,,Kalk auf r Teil Sulfat. Demgegenüber beträgt die Kohlenmenge bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in der Regel wesentlich über r Teil bis zu 3 Teilen auf r Teil Sulfat, während die Kalkmenge in der Regel in gleicher Höhe wie bei dem Leblanc-Verfahren angewendet wird. Die größere Kohlenmenge ergibt sich zwanglos aus dem Kohlebedarf der Cyanisierung.
• Die gegenüber dem Leblanc-Verfahren er-. heblich größere Kohlenmenge ergibt für die Reaktionsmasse des erfindungsgemäßen Verfahrens eine weit vorteilhaftere Struktur, weil die große Kohlenmenge im Zusammenhang mit der für eine Cyanisierung bekanntlich stets notwendigen Pulverfeinheit aller Stoffe ein Ausschmelzen des Alkalis verhindert. Es wird vielmehr das in sehr feiner Verteilung in der gesamten Masse verbreitete Alkali in der Glühhitze von den Feststoffen festgehalten, so daß die Struktur der gesamten Masse ein lockeres und poriges Gefüge aufweist im Gegensatz zu der Schmelze des Leblanc-Prozesses.
• Ein derartiges Produkt ist aber naturgemäß wesentlich einfacher industriell zu verarbeiten als eine im Schmelzfluß befindliche Masse, wie sie bei dem Leblanc-Verfahren bekanntlich in rotierenden Ofen unter dauernder sorgfältiger Beobachtung der Masse und Zugabe richtig abgepaßter besonderer Zuschläge behandelt werden muß. Demgemäß hängt der Erfolg der Verarbeitung einer Leblanc-Schmelze auch in hohem Maße von der persönlichen Geschicklichkeit der Bedienungsmannschaft ab, während sich die Reaktionen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren infolge der Pulverfeinheit aller Stoffe und der daraus folgenden engen Nachbarschaft aller Teilchen ohne besondere Schwierigkeiten vollziehen.
• Infolge der Unterschiede in der Zusammensetzung und Struktur der Reaktionsmassen bei den beiden verglichenen Verfahren liegen aber nicht nur bezüglich der Durcharbeitung der Masse die größeren Schwierigkeiten auf selten der Leblanc-Schmelze, sondern auch hinsichtlich der Aufbereitung der Masse bestehen für das Leblanc-Verfahren ungünstigere Verhältnisse als für die Reaktionsmasse des erfindungsgemäßen Verfahrens. Einmal ist es bekanntlich an sich schon sehr schwierig, den richtigen Zeitpunkt abzupassen, zu welchem die Leblanc-Schmelze abgelassen werden muß, damit ein für die Auslaugung einigermaßen brauchbares Gefüge der erkalteten Masse erhalten wird, sodann ist aber dieses aus dem Schmelzfluß gewonnene :Material naturgemäß stets schwieriger auszulaugen als ein aus einem Glühprozeß in hochporöser Form anfallendes, feinpulveriges -Gemenge. Es bestehen somit - auch- wesentliche Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem Leblanc-Prozeß bei der endgültigen Gewinnung der Pottasche aus der Reaktionsmasse.
• Die Herstellung von Pottasche unter Gewinnung von Ammoniak als Nebenprodukt durch Verseifung des Kaliumcyanids bei etwa .4oo bis 5oo° C verläuft gemäß folgender Gleichung: @KCN+4H20 -K,C03+CO+H,+:2 NH3. Will man das Produkt auf Ätzkali weiterverarbeiten, so kann dies in üblicher Weise durch Kaustizieren der gewonnenen Lösung mittels Ätzkalks erfolgen.
• Zur Erzeugung weiterer Ammoniakmengen ist es zweckmäßig, den durch Verseifung der Kalium-Stickstoff-Verbindung gebildeten Rückstand vor der Auslaugung des Carbonats durch nochmalige Cyanisierung in Kaliumcyanid, -cvanamid o. dgl. umzusetzen und dieses wiederum zu verseifen und den Gesamtvorgang gegebenenfalls einige Male zu wiederholen.
• Will man statt Ammoniak als Nebenprodukt der Pottaschegewinnung Ammonsulfat unmittelbar aus dem Verfahren gewinnen, so verfährt man zweckmäßig wie folgt: Die gemäß der oben wiedergegebenen Gleichung bei der Darstellung von Cyanid entfallende Schwefelverbindung, z. B. Schwefelcalcium (CaS), kann ohne weiteres und mit Vorteil z. B. durch Behandlung mit Kohlensäure und Wasser bei entsprechenden Bedingungen in Carbonat, -welches zweckmäßig wieder in den Cvanisierungsprozeß eingeführt werden kann, und Schwefelwasserstoff umgewandelt werden. Die Umsetzung von Schwefelwasserstoff mit Sauerstoff, zweckmäßig in Gegenwart von Katalysatoren, liefert in bekannter Weise Hzb Schwefelsäure. Durch Umsetzung dieser Schwefelsäure mit dem bei der Verseifung des erzeugten Cyanids, C-#anamids o. dgl. erzeugten Ammoniaks kann also mit Vorteil nach an sich bekanntem Vorgang Ammonsulfat als wertvolles Düngemittel gewonnen werden. Andererseits ist es natürlich nicht notwendig, die beiden Erzeugnisse Ammoniak und Schwefsäure auf Aminonsulfat zu verarbeiten, sie können selbstverständlich auch einzeln verwertet werden, da jedes für sich ein begehrtes Rohprodukt der chemischen Großindustrie darstellt.
• Als kohlenstoffhaltiges Reagens bei der Cyanisierungsstufe kann mit Vorteil sowohl Koks wie auch Kohle verwendet werden. Koks ist deshalb besonders brauchbar, weil er den Kohlenstoff in besonders hochaktiver Form darbietet, während andererseits Kohle, zumal Rohkohle, sich durch Billigkeit auszeichnet und die Gewinnung ihrer nutzreichen und wertvollen Nebenprodukte sich leicht mit dem Hauptverfahren verbinden läßt. Ferner kann bei der Verwendung von Kohle oder Koks als Kohlenstoffträger mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Ausnutzung des in der Kohle oft in ausnutzbaren Mengen enthaltenen Schwefels verbunden werden. Es erfolgt dann, wie ohne weiteres erkennbar ist, eine gewisse zusätzliche Erzeugung von Schwefelsäure, deren Gewinnung sich aus dem Gang des Verfahrens ohne nennenswert vermehrte Aufwendungen ergibt. Ausführungsbeispiel iooo kg Kaliumsulfat werden mit goo kg Steinkohle und 750 kg Kalk fein vermahlen und gemischt: Die Masse wird sodann in einem Cvanisierofen auf etwa iooo° C erhitzt und bei dieser Temperatur Stickstoff zur Einwirkung gebracht.
• -"Zach der Stickstoffeinwirkung wird die Reaktionsmasse aus dem Ofen ausgetragen und bei einer Temperatur von ungefähr 5oo° C in einem Verseifungsapparat mit Wasserdampf behandelt. Dabei werden 135 kg Ammoniak gasförmig abgetrieben und in Wasser aufgefangen.
• Sodann wird die Reaktionsmasse aus dem Verseifungsapparat ausgetragen und nach Abkühlung mit Wasser ausgelaugt. Die festen Bestandteile und die Lauge werden durch Filtrieren getrennt; die Lauge wird von unerwünschten Beimengungen weitgehend befreit.
• -'ach Einengen der Lauge wird die Pottasche zum Auskristallisieren gebracht und <las Salz sodann calciniert. Es werden 65o kg Pottasche von 98 bis 99 % Reinheit gewonnen.
• Zwecks Herstellung von 3tzkali ist z. B. die durch Auslaugen der verseiften Reaktionsmasse gewonnene Lösung reit Ätzkalk zu kaustizieren. Es werden dann nach Eindampfung der kaustizierten Lauge .48o kg Ätzkali von handelsüblicher Reinheit gewonnen. Die bei der Eindampfung anfallenden Ausfischsalze «erden in den Prozeß zurückgegeben.
• Der feste, nach der Auslaugung der verseiften Reaktionsmasse verbleibende calciu,nsulfidhaltige Rückstand wird nach dein Verfahren von C h a n c e mit Wasser zu einem dünnen Brei angerührt und in mehreren hintereinandergeschalteten Zylindern mit Kalkofenkohlensäure geblasen. Die entweichenden schwefelwasserstoffhaltigen Endgase werden zwecks Bildung von Anhydrid verbrannt, und das Anhydrid wird sodann nach dem Kontaktverfahren in Schwefelsäure umgesetzt. Es werden 400 kg Schwefelsäure erhalten.
• Durch Umsetzung der Schwefelsäure mit dem bei der Verseifung der cyanisierten Masse erhaltenen Ammoniak werden 520 kg Ammonsulfat gewonnen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Abgeändertes Verfahren zur Herstellung von Pottasche nach Art des Leblancschen Sodaprozesses unter \Tebengewinnung von Ammoniak oder Ammonsulfat, dadurch gekennzeichnet, daß Kaliumsulfat in Mischung mit Kohlenstoff und Kalk durch Einwirkung von Stickstoff bei hoher Temperatur in Kaliumcvanid übergeführt und dieses zwecks Herstellung von Pottasche unter -Nebengewinnung von Ammoniak (das gegebenenfalls auf Ammonsulfat verarbeitet wird) verseift wird, worauf aus dem durch die Verseifung erhaltenen Produkt das Carbonat ausgelaugt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der im Verfahren anfallende Schwefelwasserstoff in bekannter Weise auf Schwefelsäure verarbeitet und diese mit dem im gleichen Prozeß gewonnenen Ammoniak zu Ammonsulfat unigesetzt wird.
3. 3. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß -zur Nebengewinnung weiterer Ammoniakmengen der durch die Verseifung der Cyanisierungsprodukte gewonnene Rückstand vor der Auslaugung des Carbonats noch einige Male cyanisiert und verseift wird.