DE331489C - Verfahren zur Darstellung von wasserfreiem Natriumsulfat aus seinen Kristallhydratenoder Loesungen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Darstellung von wasserfreiem Natriumsulfat aus seinen Kristallhydraten oder Lösungen. Wasserhaltiges Glaubersalz, Nag SOQ 0H2 0, kommt in der Natur in sehr großen -Mengen vor, während wasserfreies -Salz (Thenardit) verhältnismäßig nur selten, und dabei nicht rein, sondern meistens mit Lehm und Sand vermischt, zu finden ist. Übrigens kann unreiner Thenardit durch Umkristallisieren aus Wasser leicht in reines Glaubersalz verwandelt werden. Außerdem kann Glaubersalz auch künstlich aus anderen Naturmineralien, wie z. B. Astrakhanit und- Kieserit, die in sehr großen Mengen in Stäßfurt zu haben sind, durch Umsetzung dieser Salze mit Chlornatrium in wässeriger Lösung leicht dargestellt werden.
• Das wasserhaltige Glaubersalz findet jedoch nur sehr beschränkte Anwendung und stellt deswegen ein sehr billiges Produkt vor. Anderseits wird das wasserfreie Salz zur Zeit meistenteils durch Einwirkung von Schwefelsäure auf Chlornatrium bereitet, in kolossalen Mengen, hauptsächlich in den Glashütten; zur Darstellung von Soda und Ätznatron nach Leblanc, oder Natriumsulfid usw. verbraucht. Deswegen muß ein billiges und bequemes Verfahren zur Entwässerung von Glaubersalz eine sehr wichtige praktische Bedeutung haben.
• Die gewöhnlich empfohlene Methode zur Entwässerung von Glaubersalz durch Verwitterung im Freien gibt keine befriedigenden Resultate, da die Entwässerung auch in den Sommermonaten nur sehr langsam vor sich geht. Verdampfung bei der Temperatur der größten Löslichkeit des Salzes (3q.°) gibt ebenfalls keine guten Resultate wegen der geringen Dampftension der Lösung bei dieser Temperatur. Die Verdampfung bei höheren Temperaturen mit oder ohne Anwendung von Vakuum kann praktisch durch Ausnutzen der Wärme des abgearbeiteten Wasserdampfes, wie man es gewöhnlich beim Eindampfen z. B. der Zuckerlösungen macht, ebenfalls nicht durcbgeführt werden, da das wasserfreie Salz sich auf den metallischen Verdampfoberflächen in dichten Krusten absetzt und damit die Wärmeleitung dieser Oberflächen stark herabsetzt.
• Das schon lange bekannte Verfahren A. R. Peschiney & Cie. (Patent 1842) zur Entwässerung von- Glaubersalz durch Schmelzen bei hoher Temperatur in Gegenwart von Chlornatrium oder in Mischung mit Magnesiumsulfat wird zur Zeit nirgends praktisch angewandt, da diese Methode zu teuer ist und nicht genügend reines wasserfreies Sulfat liefert.
• Indessen hat ein billiges Verfahren zur Darstellung aus Glaubersalz von reinem, wasserfreien Sulfat, das keine Chlorsalze enthält, eine sehr wichtige Bedeutung für die Praxis, da z. B. beim Glasschmelzen die Chlorsalze stark die Rauchgänge der Ofen sowie die Schmelzgefäße angreifen. . Der Zweck des vorliegenden Verfährens ist die Darstellung von billigem reinem Natriumsulfat aus Glaubersalz. Das Wesentliche der Methode !besteht darin, daß man zum Aussalzen des wasserfreien Salzes leicht flüchtige Substanzen, bei Temperaturen, die höher als die Umwandlungstemperatur der Kristall- -hydrate oder wässerigen Lösung in das wasserfreie Salz liegen, anwendet. Zu solchen Substanzen gehören: Alkohol, Holzgeist, Azeton, Ammoniak u. a. Anstatt flüssiger Alkohole kann man mit Erfolg deren Dämpfe anwenden.
• Der Vorteil dieses Verfahrens im Vergleich mit der gewöhnlichen Methode der Entwässerung ;I des Glaubersalzes durch Eindampfen beruht darauf, daß die latente Verdampfungswärme des Wassers viel größer als die der entwässernden Substanzen ist. So hat man z. B. zum Verdampfen von =,24 kg Wasser, die im Glaubersalz auf r kg des wasserfreien Salzes" enthalten sind, 670 Kal. nötig, während zür Darstellung von i kg wasserfreien Natriumsulfat aus Glaubersalz o,7 kg Athylaikohol, der zum Verdampfen nur 144 Kal. verbraucht, genügend ist. .
• Anstatt einer Lösung von reinem Glaubersalze kann man zurr. Entwässerung auch ein Gemisch dieses Salzes mit Magnesiumchlorid oder ein Gemisch von Magnesiumsulfat und Chlornatrium (wie man es in der Mutterlauge beim Eindampfen des Seewassers in den Salinen nach Entfernung des abgesetzten Chlornatriums findet) oder eine Lösung, welche beim Einwirken von Chlornatrium auf eine Astrakhanit- oder Kieseritlösung entsteht, benutzen. Die Versuche zeigen, daß in diesen Fällen z. B. durch Äthylalkohol bzw. seine Dämpfe, Magnesiumsalze oder Chlornatrium fast gar nicht aus der Lösung niedergeschlagen werden.
• Das Abscheiden aus der wässerigen Lösung von Kristallhydrat mit io oder 7 Mol. Wasser mittels Ethylalkohol wurde zwar schon beobachtet, aber bei Temperaturen, die niedriger als die Temperaturen der Umwandlung dieser Hydrate ins wasserfreie Salz liegen. Ebenfalls wurde beobachtet, daß beim Bearbeiten des Glaubersalzes mit Äthylalkohol bei 37,50 ein Salzgemisch mit einem Wassergehalt von 32,5 Prozent entsteht (siehe Gmelin-Kraut, Handbuch der anorganischen Chemie, 7. Aufl., igo6, B. II, Abt. I, S. 332). Folgende Versuche haben gezeigt, daß beim Behandeln des Glaubersalzes oder seiner Lösungen mit verschiedenen flüchtigen Substanzen oder deren Dämpfen bei höher liegenden Temperaturen nur wasserfreies Salz erhalten wird.- i. i kg feuchtes Glaubersalz (mit einem Gehalt von 42 Prozent wasserfreiem Salz) wurde mit 1/4 1 96prozentigem Weingeist bis 5o° erwärmt; es entstanden 350 9 wasserfreies Salz und 735 ccm Lösung, welche 65 g wasserfreies Salz enthielt; 2. i kg desselben Salzes wurde mit 1/Q 1 98prozentigem Methylalkohol bis 45° erwärmt; es resultieren 400 g wasserfreien Salzes und 95o ccm Lösung, welche 17 g wasserfreies Salz enthielt; 3. durch i kg desselben Salzes wurde gasförmiges Ammoniak geleitet; im Anfange fiel die Temperatur des Gemisches sehr stark infolge des Schmelzens und der Dehydratation des Salzes, bei der folgenden Absorption des Ammoniaks aber stieg die Temperatur schnell an, das Durchleiten des Ammoniaks wurde abgestellt, sobald die Temperatur 4o' erreicht hatte; es resultierten 4oo g wasserfreien Salzes und 650 ccm Lösung mit einem Gehalt von 2o g wasserfreiem Salz; 4. i kg desselben Salzes wurde bis 50° mit 1/2 1 Azeton erwärmt; es resultierten 34o9 wasserfreien Salzes und 98o ccm Flüssigkeit, die sich in zwei Schichten geteilt hatte; die obere, bis 72occm,_ bestand hauptsächlich aus Azeton und enthielt nur 3 g Salz, die untere; 26o ccm, bestand hauptsächlich aus Wasser und enthielt 77 g Salz; 5. durch 24 kg Glaubersalz wurden 6,5 kg Alkoholdämpfe geleitet; die Temperatur stieg auf 58'; nach 5 Minuten langem Zentrifugieren wurden 9,3 kg wasserfreies Salz (mit o,2 Prozent Wasser und Spuren von Alkohol) erhalten; in der Lösung blieben o,8 kg Salz.
• Dib Verwendung von flüchtigen Lösungsmitteln ist bereits für die Behandlung von Natriumbisulfat in der amerikanischen Patentschrift 873070 vorgeschlagen; demgegenüber ist zu bemerken, daß es sich dort um ein anderes Ausgangsmaterial als bei der vorliegenden Erfindung handelt, und zwar Bisulfat im ersten und Glaubersalz im letzten Falle. Zweitens ist das von der vorliegenden Erfindung verfolgte Ziel eine Entwässerung des Salzes, bei dem älteren Verfahren dagegen eine Abspaltung von Schwefelsäure. Des weiteren kommen verschiedene Endprodukte in Frage: bei dem älteren Verfahren ist es Glaubersalz, gemäß vorliegender Erfindung wird aber Glaubersalz gerade als Ausgangsprodukt genommen.
• Endlich muß noch auf die Verschiedenheit der Lösungsmittel hingewiesen werden. Das, vorliegende Verfahren verwendet besonders Ammoniak, das, nebenbei bemerkt, als das bequemste Lösungsmittel erscheint, aber für das ältere Verfahren als Lösungsmittel in keiner Form in Frage kommen kann.
• Zur Darstellung von wasserfreiem, chemisch reinem Sulfat aus Kieserit verfährt man folgenderweise : 44o kg Kieserit oder eine entsprechende Menge Abraumsalz löst man in schwacher Glaubersalzlösung, welche nach Abdestillieren des Alkohols bei der Entwässerung von Glaubersalz- mit Alkoholdämpfen entstanden ist. Zur Kieseritlösung gibt man 670 kg Kochsalz oder entsprechend weniger, wenn Kochsalz schon im Abraumsalz enthalten ist. Nach Erkalten der Lösung fällt Glaubersalz aus. Durch das so erhaltene Glaubersalz leitet man 26o kg Alkoholdämpfe, wobei die Temperatur bis 58' bis 6o' steigt. Man erhält 380 kg"7wasserfreies' Salz. Aus der verbleibenden alkoholisch-wässerigen Lösung destillie-t ma_n den Alkohol in einem Kolonnenapparat ab, wobei die Dämpfe zum Entwässern einer neuen Portion Glaubersalz benutzt werden, und die zurückbleibende ,wässerige Lösung zum Lösen einer neuen Portion Kieserit und Kochsalz dient. Der Verlust an Alkohol beträgt 3 bis q. 1 auf eine Tonne des erhaltenen wasserfreien Salzes.

Claims (1)

1. PATrNT-ANsPRUca: Verfahren zur Darstellung - von wasserfreiem Natriumsulfat aus seinen Kristallhydraten oder wässerigen Lösungen, dadurch gekennzeichnet, daB Kristallhydrate oder wässerige Lösungen des Salzes in reinem Zustande oder im Gemisch mit anderen Salzen mit flüchtigen, in Wasser leicht löslichen oder in allen Verhältnissen mit Wasser mischbaren Substanzen, oder mit deren Dämpfen bei Temperaturen, die Löher sind als die Temperaturen der Umwandlung der Kristallhydrate oder der wässerigen Lösungen in wasserfreies Salz behandelt werden.