DE726507C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von grobkoernigem Ammoniumbicarbonat - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von grobkörnigem Ammoniumbicarbonat Es ist bekannt, Ammoniumbicarbonat durch Einleiten von Ammoniak und Kohlendioxyd im Molverhältnis i : i in eine gesättigte Lösung dieses Salzes herzustellen, wobei man durch passende Arbeitsbedingungen, z. B. Wahl einer geeigneten Temperatur, zweckmäßiges Umrühren der Stammlösung, langsames Einleiten der Reaktionskomponent--n, Arbeiten in .einer Stammlösung, die einen ständigen Ammoniaküberschuß enthält, usw., den Gehalt des festen Salzes an grobkörnigen Kristallen steigern kann. Trotzdem ist der Gehalt des ausgeschiedenen Salzes an Feinkörnigem auch bei dieser Arbeitsweise noch so hoch, däß man ohne Aussieben kein, marktgängiges Erzeugnis .erhält, vielmehr gezwungen ist, die feinkörnigen Kristalle durch wiederholtes Umkristallisieren und . Aussieben nach und nach in grobkörniges Salz überzuführen, wodurch der ganze Prozeß umständlich und kostspielig wird, um so mehr, als bei der Flüchtigkeit des Salzes die bekannte Erzeugung großer Kristalle durch langsames Eindampfen der Kristallisationslösung nicht anwendbar ist. Es wurde nun gefunden, daß man ohne Aussieben und Umkristallisieren sofort ein Salz von überraschend grober und gleichmäßiger Körnung erhält, wenn man, sobald man bemerkt, daß das als Bodenkörper sich abscheidende Salz einen gewissen Gehalt an feinen Kristallen erreicht hat, den Sättigungszustand der Stammlösung vorübergehend aufhebt, so daß die feinen Kristalle oder Kristallkeime wieder in Lösung gehen. Nach Wiederherstellung des Sättigungszustandes der Stammlösung erfolgt dann die Ausscheidung neuen Salzes im wesentlichen derart, daß die bereits vorhandenen gröberen Kristalle wachsen. Daneben werden sich naturgemäß allmählich wieder kleinere Kristalle bzw. Kristallkeime bilden, und sobald der Gehalt des Bodenkörpers hieran einen gewissen Betrag erreicht hat, wiederholt sich der Vorgang.
• Es wird also hierbei von der an sich bekannten Tatsache, daß bei Erhöhung der Lösefähigkeit einer einen Bodenkörper enthaltenden Mutterlauge ein Teil der Kristalle, vornehmlich der feinen, wieder in Lösung geht, bei der Herstellung von grobkörniggleichmäßigem Am.noniumbicarbonat auf neue und -eigenartige Weise Gebrauch gemacht.
• Die Aufhebung des Sättigungszustandes der Stammlösung und dessen Wiederherstellung kann auf physikalischem oder chemischem Wege erfolgen, physikalisch dadurch, daß man vorübergehend die Temperatur der Stammlösung erhöht, also deren Lösungsvermögen steigert und anschließend wieder senkt, chemisch dadurch, daß man die Zufuhr des Kohlendioxyds zeitweilig unterbricht, also nur Ammoniak -einleitet oder das Ammoniak im Üb.erschuß, d. h. in einer das Molverhältnis i : i übersteigenden Menge, zuführt. Man arbeitet also, anders ausgedrückt, vorübergehend auf die Bildung von Ammoniumcarbonat hin, das erheblich leichter löslich ist als das saune Salz. Durch periodische Regulierung der Ammoniakzufuhr kann man es leicht dahin bringen, daß die. feinen Kristalle bzw. Kristallkeime, und nur diese, als Ammoniumcarbonat wieder in Lösung gehen. Ist dieser Zustand erreicht, so leitet man umgekehrt eine Zeitlang nur Kohlendioxyd oder Kohlendioxyd im Oberschuß ein, bis das ,gcbildete Ammoniumcarbonat in. Bicarbönat übergeführt ist. Man kann naturgemäß auch. beide Maßnahmen, die physikalische und die chemische, miteinander verbinden.
• Es ist zwar ein Verfahren bekannt, große einheitliche Kristalle dadurch zu züchten, daß man ein Kristallisations- und ein Losungsgefäß durch zwei Röhren derart miteinander verbindet, daß die in dem System untergebrachte Flüssigkeit einen Kreislauf vollführen kann, wobei der Kristallisationsprozeß durch Schaffung .entsprechender Temperaturbedingungen derart geleitet wird, daß der im Kristallisationsgefäß zu züchtende Kristall stets mit übersättigter Lösung in Berührung kommt. Um ein Mitführen feinkörniger Kristalle aus dem Lösungs- in das Kristallisationsgefäß zu verhindern, passiert die Flüssigkeit ein Zwischengefäß, in welchem sie so hoch .erwärmt wird, daß etwa mitgeführte Feinkristalle in Lösung gehen. Es handelt sich also hierbei darum, das Eindringen bereits vorhandener Feinkristalle in das Kristallisationsgefäß zu verhindern. Mit dieser Maßnahme hat das vorliegende Verfahren jedoch nichts zu tun, da es bei ihm darauf ankommt, das ,Entstehen feiner Kristalle möglichst zu vermeiden, nicht aber das Eindringen bereits, vorhandener Feinkristalle in den Kristallisationsraum zu verhindern.
• Das Verfahren wird zweckmäßig in einem geschlossenen, zylindrischen Reaktionsgefäß ausgeführt, das mit einem Flügelrührer versehen ist, durch welchen das feste ,Salz in der Schwebe gehalten wird. An dem Gefäß ist seitlich, durch -ein Rohr mit .dessen tiefster Stelle verbunden, ein Schauglas von weitem Durchmesser angebracht, in welches mittels einer Saugvorrichtung eine Probe des Bodenkörpers mitsamt Flüssigkeit eingezogen wird. Durch den Augenschein überzeugt man sich von der Beschaffenheit des Salzes. Das Gef.-iß ist ferner mit Zuleitungsrohren für die Gase, einem Thermometer sowie einer Heiz- und Kühlvorrichtung versehen.
• Das Verfahren wird durch folgende Ausführungsbeispiele erläutert: Beispiel 1 In 2o ooo Volumteilen einer 60bigen Ammoniaklosung, die mit Kohlendioxyd bis zur beginnenden Abscheidung von Ammoniumbicarbonatkriställchen vorcarbonisiert ist, werden nach Impfung mit Zoo Gewichtsteilen gut ausgebildeter Ammoniumbicarbonatkristalle der Korngröße i bis 2 mm stündlich 1,13 Gewichtsteile Ammoniakgas und i i i Gewichtsteile Kohlendioxyd unter mechanischer Rührung eingeleitet. Sobald der Anteil neuer Impfkeime und der Feinanteil des sich ausscheidenden. Salzes zu groß wird, leitet man Ammoniak im L berschuß ein, bis die Gesamtkonzentration der Mutterlauge an Ammoniak um i %, d. h. auf 7%, gestiegen .ist. Bei Erreichung dieses Punktes wird die Aminoniakzufuhr vorübergehend abgestellt und Kohlendioxyd allein in den oben angegebenen Mengen eingeleitet, bis die Stammlösung wiederum auf einen Ammßniakgehalt von 60'o gefallen ist. Diese Manipulation wird periodisch, praktisch etwa stündlich, wiederholt. Durch Außenkühlung wird die Temperatur des Gefäßinhaltes dauernd auf 2o bis 25= gehalten. Nach io Standen sind 198o Gewichtsteile eines gröbköinigen Ammoniumbicarb.onates folgender Körnung angefallen: bis o,5 mm 5,3o,'0, o,5 bis i mm 8,80'o. i mm und mehr 85,90'0. Das Salz ist von bemerkenswert grober Körnung; die Einzelkristalle sind kurze, gedrungene Säulen von Zeppelinforin und haben ein sehr festes Gefüge. Zufolge des geringen Gehaltes an Feinkörnigem ist die Lagerfähigkeit des Salzes sehr gut. Dieser Vorteil gegenüber einem nach den bisher technisch ausgeführten Verfahren dargestellten Salz wird deutlich. wenn die Körnung des letzteren zum Vergleich herangezogen wird, die durch folgende Siebanalyse charakterisiert ist: bis o,5 mm 90,50'0, 0,5 his I Mm 9,50,'o. Beispiel 2 1n 2o ooo Volumteilen einer 80:oigen, wie im Beispiel i vorbehandelten Lösung werden stündlich .13 Gewichtstonnen Ammoniakgas und i i i Gewichtsteile Kohlendioxyd eingeleitet, und dabei wird durch Außenkühlung die Temperatur auf 25° konstant gehalten. Nach etwa i Stunde wird das Gefäß auf 35° aufgeheizt und dann allmählich wieder auf 25 gekühlt. Diese Manipulation wird ebenfalls periodisch wiederholt, so daß die sich jeweils ausscheidenden Feinkristalle wieder gelöst werden. Nach etwa io Stunden fallen 197o Gewichtsteile Ammoniumhica.rbonat folgender Körnung an: bis o,5nun 2,8%, o,5 bis I MM 5,2%, i mm und mehr 92,oo/o. Beim Ansetzen der Stammlösung braucht man sich nicht ängstlich an einen bestimmten Ammoniakgehalt zu binden, doch hat sich eine Konzentration zwischen 5 und 80/6 als die zweckmäßigste erwiesen.

Claims (1)

1. PATLNTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von grobkörnigem Amm-oniumbicarbonat durch Einleiten von Ammoniak und Kohlendioxyd im Molverhältnis i : i in eine gesättigte, mit Ammoniumbicarbonatkristallen geimpfte und mechanisch gerührte Ammoniumbicarbonatlösung, dadurch gekennzeichnet, daß man die gebildeten Feinkristalle oder Kristallkeime durch vorübergehende Aufhebung des Sättigungszustandes der Stammlösung dadurch wieder in Lösung bringt, daß man zeitweilig entweder die Temperatur der Stammlösung erhöht oder das Ammoniak im überschuß, d. h. in einer das Molverhältnis i : i übersteigenden Menge, in die Stammlösung einleitet. 2: Vorrichtung zur Ausführung des. Verfahrens nach Anspruch i-dadurch gekennzeichnet, daß das die Stammlösung enthalt-ende Gefäß an seiner tiefsten Stelle kommunizierend mit einem Schauglas verbunden ist, in welches zwecks Betrachtung Anteile des Kristallisationsgutes hineingesaut werden.