DE1299609B - Verfahren zur Herstellung von Ammoniumperchlorat - Google Patents

Description

Nach einem der am häufigsten angewendeten Verfahren wird Ammoniumperchlorat durch eine Aus- tauschreaktion zwischen einem Alkaliperchlorat und einem Ammoniumsalz hergestellt. Bei den meisten bekannten Verfahren wird diese Reaktion in einem wäßrigen Milieu durchgeführt, d. h. zwischen wäßrigen Lösungen dieser Salze, wobei die Konzentrationen der Reaktionsteilnehmer so gewählt werden, daß das Ammoniumperchlorat ausgefällt wird. Nach dem Abnutschen erhält man Ammoniumperchlorat, das 5 bis 10 °/o Mutterlauge zurückhält. Während der Trocknung fällt das in dieser Mutterlauge enthaltene Alkalisalz aus und verunreinigt das Produkt. Wird ein wasserfreies Ammoniumperchlorat gewünscht, wie dies im allgemeinen der Fall ist, so wird die Trocknung besonders lang und kostspielig, da die Zersetzungstemperatur des Ammoniumperchlorats bei 150° C hegt.

Zur Reinigung des so erhaltenen Ammoniumperchlorats muß eine Umkristallisation aus einem wäßrigen Medium vorgenommen werden. Die zu entfernenden Verunreinigungen sind hierin jedoch löslich, so daß man gezwungen ist, die Mutterlauge der Umkristallisation zu entfernen. Das Verwerfen dieser Mutterlauge stellt einen Verlust dar. Der Verlust kann zwar durch Rückgewinnung des darin enthaltenen Perchlorats durch Abdampfen des Wassers verringert werden, aber die Arbeitsweise bleibt kostspielig und angesichts der thermischen Instabilität des Perchlorats zwangläufig begrenzt. In jedem Fall ist das hierbei erhaltene Ammoniumperchlorat feucht, und die mit der Trocknung verbundenen schwierigen Probleme bleiben unverändert.

Gemäß einem Verfahren, das in der USA.-Patentschrift 2 972514 beschrieben ist, wurde vorgeschlagen, die Reaktion zwischen Kaliumperchlorat und Ammoniumchlorid in wasserfreiem Ammoniak durchzuführen. Hierbei wird ein Ammoniumperchlorat erhalten, das eine Reinheit von 90 bis 95,7% hat. Die Verwendung von Natriumperchlorat würde zu einem weniger reinen Produkt führen, da das Natriumchlorid, das hierbei gebildet würde, in wasserfreiem Ammoniak leichter löslich ist als KCl.

Gemäß der Erfindung wird Ammoniumperchlorat einer Reinheit von wenigstens 98% nach einem Verfahren hergestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Alkaliperchlorat, vorzugsweise Natriumperchlorat, mit Ammoniumsulfat in verflüssigtem wasserfreiem Ammoniak umsetzt, das Alkalisulfat in der erhaltenen Suspension filtriert und das Ammoniumperchlorat durch Abdampfen des Lösungsmittels aus dem Filtrat gewinnt.

Dem Verfahren gemäß der Erfindung liegt die Tatsache zugrunde, daß Natriumsulfat und Kaliumsulfat, die bei der Reaktion gebildet werden, in flüssigem Ammoniak sehr wenig löslich sind: 1,2 g/l bzw. 0,3 g/l, während KCl und NaCl zu 18 g bzw. 106 g/l löslich sind.

Das Verfahren gemäß der Erfindung hat gegenüber den Verfahren, bei denen in wäßrigem Milieu gearbeitet wird, den Vorteil, daß das Ammoniumperchlorat in flüssigem wasserfreiem Ammoniak löslicher ist (138 g/100 g bei 25° C) als in Wasser (25 g/100 g bei 25° C). Es ist somit möglich, Lösungen zu erhalten, die 10 bis 55 Gewichtsprozent Ammoniumperchlorat enthalten, wodurch die Größe der Reaktoren wesentlich verringert wird.

Das gemäß der Erfindung erhaltene Ammoniumchlorat ist wasserfrei, wodurch die Kosten, Nachteile und Gefahren einer Trocknung des feuchten Produkts ausgeschaltet werden. Ferner ist es besonders rein. Eine Reinheit von wenigstens 98% kann ohne Schwierigkeiten erreicht werden.

Beispiel

In einen 1,5-1-Autoklav aus gewöhnlichem Stahl werden 275 g wasserfreies Natriumperchlorat und 148 g Ammoniumsulfat gegeben. Nach dem Verschließen des Autoklavs werden 600 g wasserfreies Ammoniak in flüssiger Form eingeführt. Nach 30 Minuten Rühren ist die Reaktion beendet, und der Autoklav enthält eine Suspension aus Natriumsulfat und einer etwa 30%igen Lösung von Ammoniumperchlorat in flüssigem, wasserfreiem Ammoniak unter einem Druck von 12 kg/cm². Diese Suspension wird unter Druck filtriert, um das Natriumsulfat abzutrennen. Das Filtrat gelangt anschließend in einen zweiten Autoklav, der eine gesättigte Lösung von Ammoniumperchlorat in flüssigem Ammoniak aus einer vorherigen Operation enthält, in der kleine Kristalle von Ammoniumperchlorat vorhanden sind, die als Kristallisationskeime dienen.

Anschließend wird das Ammoniak allmählich durch Entspannung abgedampft. Auf diese Weise werden etwa 260 g wasserfreies Ammoniumperchlorat einer Reinheit von 98,8% entsprechend einer Ausbeute von 98 % erhalten.

Das ausgefällte und vorher abfiltrierte Natriumsulfat wird mit wasserfreiem Ammoniak gewaschen, um daraus Ammoniumperchlorat zurückzugewinnen. Dann wird durch vollständige Entspannung das Ammoniak ausgetrieben. Die Waschlösung kann als Lösungsmittel für einen anschließenden Herstellungsgang verwendet werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Ammoniumperchlorat durch Umsetzung eines Alkaliperchlorats mit einem Ammoniumsalz in wasserfreiem Ammoniak, dadurch gekennzeichnet, daß man das Alkaliperchlorat, vorzugsweise Natriumperchlorat, mit Ammoniumsulfat in dem verflüssigten wasserfreien Ammoniak umsetzt, das Alkalisulfat in der erhaltenen Suspension abfiltriert und das Ammoniumperchlorat durch Abdampfen des Lösungsmittels aus dem Filtrat gewinnt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Ammoniumperchlorats in dem flüssigen Ammoniak 10 bis 55 Gewichtsprozent beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das abfiltrierte Alkalisulfat und die Verunreinigungen mit wasserfreiem, flüssigem Ammoniak gewaschen werden.