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Tschechoslowakische Republik Das bekannte Verfahren zur Darstellung
von Kaliumcarbonat aus Chlorkalium und Magnesiumcaibonattrihydrat- durch Bildung
und Zersetzung des Doppelsalzes Kaliummagnesiumbicarbonat (K H C 09 - 3 M G C O3
-4H20) gemäß den Gleichungen: i.3M9C03-3H2O+2KCl+C02-2K1-1C03- Mg C 03 - 4H20 -f-
MgC12, 2. 2 KHCOs-3 M9C03-4H20=K"C03 + C02 -f- 9H20 -f- 2MgC03 erfordert für seine
wirtschaftliche Durchführung die Verwendung eines möglichst reinen Magnesiumcarbonattrihydrats
für die Bildung des genannten Doppelsalzes. Solches Magnesiumcarbonattrihydrat wurde
früher durch Carbonisieren von Magnesiumhydroxyd dargestellt, das aus Chlormagnesium
durch Zerlegung mit Wasserdampf und Hydratisieren des entstandenen Magnesiumoxyds
gewonnen wurde. Die bei der Magnesiumchloridzersetzung gleichzeitig gewonnene Salzsäure
bildete damals ein wertvolles Nebenprodukt, «-elches die erheblichen Kosten dieser
Herstellungsweise verminderte. Aus technischen und wirtschaftlichen Gründen mußte
das Verfahren bereits vor längerer Zeit aufgegeben werden. Seither arbeitet man
im allgemeinen derart, daß man den bei der Doppelsalzspaltung verbleibenden Magnesiumcarbonatrückstand
entweder als solchen oder nach Calcinieren, Hydratisieren und neuerlichem Carbonisieren
wieder in den Prozeß einführt und nur die eintretenden Abgänge (als Chlormagnesium
nach Gleichung i) sowie Betriebsverluste durch Einführung frischen Materials ersetzt.
Dieses frisch in den Prozeß eingeführte Magnesiumcarbonattrihydrat wurde im allgemeinen
durch Fällen von Chlormagnesiumlauge mittels Kalk oder mittels gebrannten Dolomits
und Carbonisieren des so erhaltenen und gereinigten Magnesiumhydroxyds gewonnen.
Das bei der Fällung abgeschiedene Magnesiumhydroxyd ist jedoch infolge seiner schleimigen
Beschaffenheit weder durch Waschen noch durch Dekantieren frei von Kalk und anderen
Verunreinigungen, wie Tonerde und Eisen, zu erhalten. Man gewinnt infolgedessen
daraus nur ein verhältnismäßig unreines Magnesiumcarbonattrihydrat, das im weiteren
Verlaufe des Prozesses ein schlammreiches Doppelsalz bildet, das sich nur schlecht
filtrieren und von Schlamm reinigen läßt. Bleiben aber Teile des Schlammes im Doppelsalz
zurück,
so erhält man bei dessen Zersetzung ein stark verunreinigtes - Magnesiumcarbonat
bzw. Magnesiumoxyd, dessen Rückführung in den Prozeß nach kurzer Zeit nicht mehr
möglich ist und das als auch für andere Zwecke unbrauchbare oder sehr minderwertige
Magnesia aus dem Prozesse ausgeschieden werden muß.
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Das nachstehend beschriebene neue Verfahren vermeidet die Nachteile,
die durch die Einführung unreinen Magnesiumcarbonattrihydrats entstehen können,
dadurch, daß es von Magnesiumcarbonattrihydrat ausgeht, welches aus Magnesiumsalzlösungen
mit Ammoniak und Kohlensäure bzw. mit Ammoncarbonat unter solchen Bedingungen abgeschieden
wird, daß es in grobkristallinischer, für den weiteren Proze$ besonders geeigneter
Form entsteht.
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Es 'ist zwar bereits vorgeschlagen worden, Magnesiumcarbonattrihydrat,
welches zur Herstellung leichter, basisch kohlensaurer Magnesia dienen sollte, aus
Magnesiumsalzlösungen mit Ammoncarbonat zu fällen. Bei diesen bekannten Verfahren
werden sehr verdünnte Lösungen angewendet, bei denen eine Mutterlauge entsteht,
die höchstens 2o g N H3 pro Liter enthält. Das Magnesiumcarbonattrihydrat fällt
dabei in feinkristallinischer Form an, die eine Voraussetzung für die günstige Umsetzung
in basisch kohlensaure Magnesia bildet. Infolge der feinkristallinischen Beschaffenheit
des aus so verdünnten Lösungen abgeschiedenen Magnesiumcarbonattrihydrats wird dagegen
dessen Verwendbarkeit für den Magnesia-Potasche-Prozeß sehr beeinträchtigt.
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:= Es wurde gefunden, daß überraschenderweise grobkristallinisches
Magnesiumcarbonattrihydrat erhalten werden kann, das zwar für die Herstellung leichter,
basisch kohlensaurer Magnesia wenig, dagegen aber für die Durchführung des Magnesia-Potasche-Prozesses
hervorragend geeignet ist, wenn man Magnesiumsalzlösungen mit der ungefähr äquivalenten
Menge Ammoncarbonat bzw. mit Ammoniak und Kohlensäure bei Temperaturen unter 50°
langsam fällt, bis eine Endkonzentration der Ammoniaksalze von 3o. bis 6o g NH3
pro Liter in der Mutterlauge erzielt ist. Die verhältnismäßig hohe Konzentration
der Ammonsalze gestattet nunmehr auch die vorteilhafte Darstellung dieser Salze
aus den Mutterlaugen, also die Verknüpfung der Gewinnung des Magnesiumcarbonattrihydrats
mit der Darstellung wertvoller Nebenprodukte.
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Durch stufenweise Ausführung der Magnesiumcarbonattrihydratfällung
unter jedesmaliger Trennung vom gesamten oder einem Teile des abgeschiedenen Niederschlages
kann die Konzentration der Ammonchloridlösung bis auf 5o bis 70 g NH3 pro
Liter gesteigert werden.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens besteht
darin, daß man in etwa rooo kg einer Chlormagnesiumlösung mit 40 g MgCl2 pro Liter
unter dauerndem Rühren und bei einer Temperatur von 4o bis 50° gleiche Mengen Ammoncarbonatlösung
mit etwa 36o g (N H4) 2 C O$ pro Liter und Chlormagnesiumlösung von etwa
350 g M9Cl2 pro Liter einfließen läßt. Zweck ä ß;g wird ein geringer überschuß
änrrimoncarbonat während der Fällung eingehalten. Man erhält schließlich etwa 5
m3 Chlorammonlösung, in welcher sich eine etwa 340 kg Mg0 entsprechende Menge Magnesiumcarbonattrihydrat
abgeschieden hat. Der Niederschlag läßt sich infolge seiner kristallinischen Beschaffenheit
mit wenig Wasser gut auswaschen.
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Die im Filtrat gelösten Ammonsalze (Konzentration etwa 6o g N H3 pro
Liter) können auf bekannte Weise durch Eindampfen, zweckmäßig nach Beseitigung oder
Neutralisierung des vorher überschüssigen Ammoncarbonats, gewonnen werden.
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Statt diese noch relativ verdünnten Ammonsalzlösungen direkt einzudampfen,
kann es jedoch auch vorteilhaft sein, sie dadurch anzureichern, daß man mit ihnen
neuerlich Magnesiumchlorid- oder -sulfatlösungenunter weitereiri Zusetzen von Ammoniak
und Kohlensäure bzw. von Ammoncarbonat zwecks Fällung von Magnesiumcarbonaten auf
'bekannte Weise behandelt und die so beispielsweise bis auf etwa 400 g Ammonsal'z
pro Liter angereicherten Filtrate dann zur Eindampfung bringt. Das dabei gewonnene,
für die Doppelsalzbildung nicht verwendbare Magnesiumcarbonat kann als solches oder
für die Darstellung von gebrannter Magnesia verwendet werden.
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Die Verarbeitung des durch Fällung mit Ammoncarbonat dargestellten
Magnesiumcarbonattrihydrats erfolgt in bekannter Weise, indem mit Kaliumchlorid
unter Einleiten von Kohlensäure das Kaliummagnesiumbicarbonatdoppelsalz erzeugt
und hierauf gespalten wird. Die Spaltung kann selbstverständlich auch derart erfolgen,
daß dabei Magnesiumcarbonattrihydrat gebildet wird, welches wieder in den Prozeß
zurückkehrt, so daß, abgesehen von den eintretenden Verlusten jeweils nur % der
nötigen Menge in den Prozeß neu eingeführt werden muß. Es wird jedoch aus den vorher
angeführten Gründen meist vorteilhaft sein,. das ganze erforderliche Magnesiumcarbonattrihydrat
in frischer Form in den Prozeß einzuführen, so daß bei der Spaltung auf die Gewinnung
des. Rückstandes in Form von Magnesiumcarbonattrihydrat
keine Rücksicht
genommen zu werden braucht. Der bei der Spaltung anfallende Rückstand wird dann
vorteilhaft durch Glühen in Magnesia umgewandelt, die infolge ihrer verhältnismäßig
hohen Reinheit sehr wertvoll ist.