DE309550C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES PATENTAMT.

KLASSE 12*/^:GRUPPE

Ä^himoniumperchlorat, das bei der Herstellung von Sprengstoffen sowohl für militärische als auch für friedliche Zwecke ■ eine sehr umfangreiche Verwendung gefunden hat, wird wohl heute ausschließlich nach der Methode des Erfinders hergestellt, nach welcher Natriumperchlorat mit Ammoniumsulfat umgesetzt wird (Schwedisches Patent 29193)..
Sucht man nun nach jener Methode das

ίο Ammoniumperchlorat mittels Kristallisation aus der mit Ammoniumsulfat hergestellten Umsetzungsflüssigkeit zu scheiden, so fällt allerdings bei der Abkühlung das Salz aus, aber bei eineF gewissen Temperatur kristallisiert auch das entstandene Nebenprodukt, Natriumsulfat, und nimmt zehn Moleküle Kristallwasser mit. Infolgedessen fällt eine neue Menge des Ammoniumperchlorates aus, die in das Natriumsulfat eingeschlossen wird. Es ist also schwierig und noch dazu nur mit bedeutenden Unkosten durchführbar, das Ammoniumperchlorat in dieser Weise von dem Nebenprodukt, dem Natriumsulfat, zu scheiden. Diese in den schon längst bekannten Kristallisationsverhältnissen des Natriumsulfats begründete Erscheinung läßt sich schon von vornherein voraussehen.

Der größte Teil des Ammoniumperchlorats kristallisiert schon vor Eintritt der Ausscheidung des Natriümsulfats aus, und diese Ausscheidung beginnt bei Gegenwart des Ammoniumperchlorats wegen Übersättigungserscheinungen erst bei etwa + 26° C; anstatt schon bei +33° C. Es; begegnet daher keinen Schwierigkeiten; bei der Umsetzung Ammoniumsulfat zu benutzen, wenn man nur darauf achtgibt, die Mutterlauge bei einer etwas. höheren Temperatur als 26 ° C von dem äuskristallisierten Ammoniumperchlorat zu scheiden. Um das in der Mutterlauge zurückgebliebene Ammoniumperchlorat zu gewinnen, hat man die Lauge mittels Kochens konzentriert, wobei in der Wärme wasserfreies Na- triumsulfat abfällt und ausscheidet, ehe noch die Mutterlauge sich wiederum abkühlt. Das so gewonnene Ammoniumperchlorat.' enthält' eine nur geringe Menge Natriumsulfat; da bekanntlich die Löslichkeit des wasserfreien Natriumsulfats mit der fallenden Temperatur steigt. In der hier geschilderten Weise läßt sich das Ammoniumperchlorat quantitativ ausnutzen, während zugleich 'das Natriumsulfat in wasserfreiem und von Ammoniak reinem Zustande gewonnen wird.

Wegen der Löslichkeitsverhältnisse kann man bei der praktischen Verwertung der Umsetzung zwei Wege gehen. Entweder mischt man warme Ammoniumsulfat- und Natriumperchloratlösungen — eine davon läßt sich jedoch auch durch das. entsprechende Salz in fester Form ersetzen ■—, worauf^bei der Abkühlung Ammoniumperchlorat auskristallisiert. Oder man arbeitet mit kalten Lösungen, von denen eine ebenfalls durch festes Salz ersetzt

werden kann. Dabei steigt wegen der bei der Umsetzung erzeugten Wärme die Temperatur auf 35 bis 40⁰C, und der größte Teil des Salzes fällt bei der Mischung direkt aus.

Die Temperatur darf dann bis in die Nähe von 26° C fallen, und das Ammoniumperchlorat trennt sich von der Mutterlauge, ehe noch das Natriumsulfat mit zehn Molekülen Kristallwasser auszukristallisieren beginnt. In beiden Fällen erhält man eine Mutterlauge, die sich ■·. , durch Einkochen weiter bearbeiten läßt.

Indessen stößt man bei der Handhabung

_f dieser Methode auf unerwartete Schwierig-

y keiten, besonders beim Einkochen der Mutterlauge. So ist das Perchlorat beim Kochen nicht völlig beständig, sondern gibt etwas Ammoniak ab, während die dabei freigewordene Überchlorsäure die Wände des Kochgefäßes stark angreift, sofern es aus Metall besteht.

Fast alle Metalle bilden dabei leichtlösliche Perchlorate, welche die Lösung verunreinigen und häufig schwer zu entfernen sind. Die Folge ist das schnelle Abnutzen des Apparates und ein unreines Produkt. Was aber in praktischer Hinsicht eine noch größere Rolle spielt, das sind die großen durch die Löslichkeitsverhältnisse des Natriumsulfats verursachten Schwierigkeiten beim Kochen selbst. Bei stei-

. gender Temperatur nimmt ja die Löslichkeit des Salzes ab. In einem Verdunstungsapparat wird nun die Flüssigkeit an der Berührungsfläche des Wärmekörpers stärker als an anderen Stellen erhitzt. Gerade hier ist demnach . die Löslichkeit des Natriumsulfats am geringsten, weshalb es sich an der Fläche des Wärmekörpers in wasserfreier Form als harte Kruste absetzt. Da nun gerade dieses wasserfreie Salz die Wärme sehr schlecht leitet, ' nimmt die Wärmeübertragung sehr wesentlich ab. Diese Erscheinung tritt nun bei ammoniumperchlorathaltigen Natriumsulfatlösungen in noch höherem Grade hervor. Will man daher z. B. in einem gewöhnlichen offenen Gefäße eine Natriumsulfat-Ammoniumperchloratlösung mittels eines Dampfschlauches zum Verdunsten bringen, so nimmt das anfangs recht lebhafte Kochen bald ab, so daß nach einiger Zeit die Verdunstung nur sehr langsam von statten geht. Dies ist ein sehr bedeutender Übelstand bei der Herstellung in großen Massen, da es den Verbrauch des teuren Heizmaterials steigert und einen kostspieligen und umfangreichen, Verdunstungsapparat erheischt. Die hier vorliegende Erfindung bezweckt nun ein Verfahren zur Beseitigung dieser Übelstände. Untersucht man die Eigenschaften der bei der Ammoniumperchloratherstellung gewonnenen Natriumsulfat-Ammoniumperchloratlösung näher, so findet man die überraschende Tatsache, daß sich die Löslichkeits- Verhältnisse bei Temperaturen unter 100 ° C günstiger stellen. Es fällt z. B. bei 80⁰C wesentlich weniger Natriumsulfat aus als bei iio° C. Dabei fällt das Salz bei Temperaturen unter ioo° C als körnige, kristallinische Masse aus, die sich leicht ablöst und abfällt, zumal wenn man zugleich die Flüssigkeit in Bewegung hält. Bei 110° C bildet sich dagegen, wie erwähnt, eine harte, glatte Kruste. Außerdem hat es sich gezeigt, daß das Perchlorat bei Temperaturen unter 100° C, praktisch genommen, nicht zerfällt, weshalb Salzverlust, Apparatabnutzung und Unreinheit der Produkte ausbleiben. Zur Verhütung der oben erwähnten Übelstände, welche einen regelrechten Betrieb fast unmöglich machen, findet daher nach dieser Erfindung das Eindunsten bei Temperaturen unter ioo° C statt, wobei gewöhnlich mit Vakuum arbeitende Apparate zu benutzen sind; doch sind auch andere Methoden denkbar.· In diesem Falle lassen sich erstaunlicherweise sogar Verdunstungsapparate z. B. aus Eisen benutzen, während bei höheren Temperaturen nicht einmal Blei auf die D auer beständig ist. In der Praxis ist es nun zweckmäßig, die Verdunstung der Flüssigkeit bei etwa 60° C beginnen zu lassen, und mit zunehmender Konzentration des Ammoniumperchlorats die Temperatur der Flüssigkeit zu steigern, so daß das Auszapfen ζ. B. bei etwa 80 bis 85⁰ C erfolgen kann, und zwar alles zu dem Zweck, die Verdunstung möglichst wirtschaftlich zu betreiben, damit sich soviel Natriumsulfat wie möglich in wasserfreier Form in einer einzigen Operation ausscheide, und zugleich die Ammoniumperchloratlösung die größtmögliche Stärke gewinne. Der bei Vakuümein-dunsten erzeugte starke Kreislauf der Flüssigkeit trägt ebenfalls zur Verhütung der Krustenbildung bei. Arbeitet man hiernach, dann geht der ganze Verdunstungsprozeß glatt und ohne Schwierigkeit vonstatten.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Ammoniumperchlorat durch Umsetzung von Ammoniumsulfat und Natriumperchlorat, dadurch gekennzeichnet, daß die hierbei gewonnenen Mutterlaugen bei Temperaturen unter 100⁰C, zweckmäßig bei 80 bis 85° C, eingedunstet werden. . .' .