DE64349C - Verfahren und Apparat zur Herstellung von Bariumhyperoxyd aus Bariumcarbonat. TH. v. dienheim in Baden, Schweiz; Vertreter: C. fehlert & G. loubier in .Berlin - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Man gewinnt das Bariumhyperoxyd industriell, indem man über auf Dünkelrothglut erhiizten Baryt einen trockenen, kohlensäurefreien Luftstrom streichen läfst. Damit jedoch diese Hochoxydirung stattfinden könne und das gewonnene Bariumhyperoxyd für die Erzeugung von Sauerstoff oder Wasserstoffhyperoxyd tauglich sei, mufs der die Hochoxydirung durchmachende Baryt absolut wasserfrei sein und keine die Zersetzung des Bariumhyperoxyds verursachenden Verunreinigungen oder Beimengungen, wie Calcium-, Natrium- oder Kaliumsalze, lösliche Bariumsalze, Silicate, Aluminate, Ferrate genannter Basen, sowie endlich Kohle enthalten. Erstere bewirken unter dem Einflufs der hohen Temperatur das Schmelzen des Baryts, indem sie ihn zur Aufnahme des Sauerstoffs der Luft untauglich machen. Die Kohle wird unter dem Einflufs des Sauerstoffs zu Kohlensäure, welche den Baryt recarbonisirt. Das Ganze, vor allem aber die Kohle, zersetzt das Bariumhyperoxyd. Um nun reinen wasserfreien Baryt zu erhalten, producirt man denselben gegen-■wärtig aus Barytnitrat, einem verhältnifsmäfsig theuren Salz.

Die Umwandlung des Barytearbonats oder kohlensauren Baryts in wasserfreien reinen Baryt bot bis dahin beinahe unüberwindliche Schwierigkeiten, einerseits infolge der grofsen Affinität, die der Baryt für die Kohlensäure besitzt, andererseits infolge seines Widerstandes, gegen die Entnahme der Kohlensäure ohne Mitwirkung eines grofsen Ueberschusses von Reductionskohle.

Kohlensäure bildet sich stets in der Retorte theils infolge der Zersetzung des kohlensauren Salzes, theils infolge Einführung von Brenngasen bezw. kohlenstoffhaltigen Gasen des Herdes, die in die Retorte infolge der Endosmose eindringen, was stets die Wiederverbindung der Kohlensäure mit dem Baryt verursachen wird. Die jetzt für die unvermittelte directe Verwandlung des kohlensauren Baryts in Baryt gebräuchlichen Verfahren konnten schliefslich nur ein Product ergeben, das nur eine geringe, in der noch carbonisirten Masse des kohlensauren Salzes enthaltene Menge Baryts ergab, der mit einem grofsen Ueberschufs von Reductionsreagentien, wie z. B. Kohle, vermischt war. Nun ist aber ein solches Product zur Fabrikation von Bariumhyperoxyd vollkommen unbrauchbar und kann dasselbe nur für die Erzeugung von wasserhaltigem Baryt oder Barythydrat, wie dies allgemein in der Industrie dieser Art geschieht, verwendet werden. Folgendes ist nun mein neues Verfahren: Man erhält die vollständige Umwandlung des kohlensauren Baryts in wasserfreien, reinen, vollständig in Bariumhyperoxyd übergehenden Baryt auf folgende Weise: Der reine, staubartig feine, kohlensaure Baryt wird innig mit seinem genauen Aequivalent an Kohlenstoff (vorzüglich Kienrufs) gemischt und in eine dickbreiige Masse gebracht mittelst Zusatzes einer kleinen Menge Theerlösung. Aus dieser Masse formt man kleine Briquettes oder Stücke, die man auf passende Weise trocknet und in einem Ofen röstet, welcher so eingerichtet ist,' dafs er das Röstproduct, sowie die dasselbe enthaltende Retorte fortwährend schützt gegen die Einwirkung der atmosphärischen Luft, gegen schnellen Temperaturwechsel, gegen das

Angreifen oder die Zerfressung durch den gebildeten Baryt, sowie endlich gegen den nachtheiligen Einflufs unreiner Gase, wie Kohlensäure und Sauerstoff, die sich infolge der oben erwähnten Ursachen bilden, und deren unvermeidliche Folge stets die Wiederverbindung der Kohlensäure mit dem gebildeten Baryt sein würde.

Es wird daher in der Retorte des hiernach zu beschreibenden Ofens folgende Anordnung vorgesehen:

1. Ein beständiges Einblasen eines inerten Gases, wie z. B. Kohlenoxyd, welches (hierzu eigens präparirt oder durch die Reaction bei der Zersetzung des Carbonats gewonnen), wenn durch Kohlensäure verunreinigt, von dieser letzteren erst gereinigt und hierauf in den Ofenkanälen entsprechend erhitzt wird.

Dieses mittelst einer Pumpe beständig in die Retorte geblasene Gas nimmt bei seinem Durchgang die unreinen Gase mit, welche von aufsen kommen öder durch die Zersetzung des Carbonats entstehen, und strömt in einen Gasometer, von wo es aufs Neue die Retorte durchstreicht. Statt diese Reinigung unter Druck vorzunehmen, könnte dieselbe natürlich auch mittelst passender Anordnung eines Vacuums erzielt werden. Zu diesem Zweck werden nämlich die Oeffnungen der Kammer D geschlossen und die vom oberen Theil der Retorten abgehenden Röhren t und if¹ mit Vacuum- oder Saugapparaten in Verbindung gesetzt. Das Vacuum ist natürlich entsprechend der Gasbildung in A und B zu reguliren. In beiden Fällen ist die Hauptsache, die Retorte von den unreinen Gasen zu befreien, welche der gänzlichen Umwandlung des kohlensauren Baryts in wasserfreien Baryt unbedingt entgegenwirken.

2. Ein Zusatz von Kohlenstücken zu den zu röstenden Briquettes im Verhältnifs von ungefähr io pCt. Die so beigefügte, jedoch den Briquettes nicht, incorporirte Kohle bemächtigt sich einzig des in der Retorte befindlichen Sauerstoffs' und der Kohlensäure, ohne diesen Gasen die Entziehung der den Briquettes incorporirten Kohle zum Schaden der vorzunehmenden Reaction zu gestatten.

Bei der Herausnahme des Materials aus dem Ofen und nach Erkaltung des ersteren trennt man von Hand die dem Baryt mechanisch beigefügten Kohlenstücke, welche nach Aussehen von dem gewonnenen Baryt gänzlich verschieden sind. Statt Kohlenstücke in vorher erwähnter Weise zu verwenden, liefse sich zum gleichen Zweck das Innere der Retorte mit Kohle auskleiden.

Das Wesentliche ist dabei, dafs die bei der Umwandlung des kohlensauren Baryts mitwirkende Kohle mit dem Carbonat nicht eine innige Mischung eingehe, die bei der Herausnahme in den eigentlichen Stücken des Baryts incorporirt bleiben könnte, was letzteren zur Hochoxydirung und damit auch für seine industrielle Verwendung bei der Production von Sauerstoff und Wasserstoffhyperoxyd absolut untauglich machen würde.

Der so erhaltene Baryt wird aufs Neue in eine Retorte desselben Ofens gebracht, wo er unter Dunkelrothgluttemperatur und unter der Einwirkung eines trockenen und reinen Luftstromes in Bariumhyperoxyd verwandelt wird.

Beiliegende Zeichnung, zeigt im Verticalschnitt einen Schachtofen von drei Etagen mit Gasheizung, bei welchem die Retorten A und B angebracht sind, welche nach unten je mittelst der Sohle (Boden) bezw. der beweglichen Verschlufsorgane α b mit den Kammern C D der unteren Etage, sowie durch die ebenfalls beweglichen Sohlen oder Böden c d mit den Retorten E F der oberen Etage in Verbindung stehen.

Die zur Umwandung des Carbonats in Baryt bestimmte Retorte A besteht aus feuerfester . Erde und ist inwendig mit Magnesia oder mit Kohle ausgekleidet oder gefüttert; die Retorte B, welche zur Umwandlung des Baryts in Bariumhyperoxyd bestimmt ist, besteht aus Eisen oder Stahl.

Die oberen Retorten EF bestehen auch aus Eisen oder Stahl; sie dienen zur Aufnahme der folgenden Ladungen, welche für ihre bevorstehende Verarbeitung unter der durch die Hitze des Ofens bedingten Temperatur eingebracht werden. Ihr Verschlufs geschieht durch die mit Sandabdichtung versehenen Deckel ef; von unterhalb dieser Deckel erstrecken sich durch Hähne verschliefsbare und zum Gasaustritt dienende Röhren ff¹. '

Die Sohlen abcd haben feine Löcher, damit die Gase durch die Etagen ungehindert circuliren können; sie werden von der Aüfsenseite des Ofens durch in Asbeststopfbüchsen verpackte Achsen in Thätigkeit gesetzt und können horizontale (wie beispielsweise in der Figur der Zeichnung gezeigt), oder eine verticale, oder aber eine schräge Bewegung erhalten.

Die Kammern C D nehmen die Entladung der Retorten A B als umgewandeltes Product ■ auf; in dieselben münden auch die Rohre r r¹ für die gereinigten und in den Querkanälen wieder erhitzten Gase; die Kammern haben nach aufsen die hermetisch abschliefsenden Thüren g g¹.'

Die Flammen des Herdes dringen in die .Kanäle kk, die so angeordnet sind, dafs sie der Retorte A eine Weifsgluthitze von ungefähr 1200°, der Retorte B eine Dunkelrothgluthitze von ca. 700⁰ und den Retorten EF eine Temperatur von 400 ° bis 500 ° C. mittheilen, worauf sie durch das Kamin / entweichen.

Der so construirte Ofen kann selbstverständlich in Form und Anordnung der Theile variiren, mufs aber stets die Hauptbedingung erfüllen, d. h. die in der Röstung befindlichen Producte sichern gegen die äufseren atmosphärischen Einflüsse, welche sich bei Speisung und Entleerung der Retorten einstellen. Dieser Bedingung wird durch die soeben beschriebene Ofenconstruction vollkommen Genüge geleistet.

Die Beschickung des Ofens etc. geschieht wie folgt: Man versieht die Retorten A B mit den vorher in den Retorten EF erhitzten Producten, wobei man die Sohlen dieser Retorten öffnet und darauf Acht giebt, dafs die Hähne 11 -¹ geschlossen sind, um den Zuzug der äufseren Luft zu vermeiden. Gleichzeitig bläst man die Gase durch die Kammern C D in die Retorten und füllt die Retorten E F wieder, worauf man sofort deren Deckel ef' wieder schliefst, indem man die Hähne ff¹ öffnet.

Das inerte, für die Retorte A bestimmte, dem Gasometer durch eine continuirlich wirkende Pumpe enthobene Gas wird vorläufig gereinigt und wieder erhitzt (wie anläfslich der Erklärung über das in die Retorten geblasene Gas bereits erwähnt). Dasselbe erfüllt zuerst die Kammer C, wo es constant eine neutrale Atmosphäre aufrecht erhält, durchströmt dann die Retorte A, dieselbe von den darin enthaltenen unreinen Gasen säubernd, durchläuft die Retorte E, wo es einen Theil der erhaltenen Hitze zu Gunsten des in derselben enthaltenen Productes abgiebt; es entweicht durch das Rohr t, um sich nach genanntem Gasometer zu wenden, von welchem aus es neuerdings für die Ofenheizung genommen werden kann.

Gleichzeitig liefert eine andere Pumpe der Retorte B ebenfalls gereinigte und erhitzte atmosphärische Luft, deren Sauerstoff durch den darin enthaltenen Baryt absorbirt und deren Stickstoff durch das Rohr f¹ abgeführt wird.

- Nach beendigter Röstung entleert man die Retorten A B durch Oeffnen der Sohlen a b. Die vollständig verwandelten Producte, nämlich der Baryt der Retorte .A und das Bariumhyperoxyd der Retorte B, fallen in die Kammern C und D, wo sie von einem Wagen aufgenommen werden, und wobei der Baryt der schädlichen Einwirkung von Luft und Feuchtigkeit entzogen wird. Man beschickt die Retorten A B und E F aufs Neue auf oben beschriebene Art und verfährt mit diesen Beschickungen so weiter; man unterbricht die Arbeit nur behufs Auswechselung der Wagen in den Kammern CD. Das Bariumhyperoxyd wird zerkleinert und fein gemahlen, ■ entsprechend dem für Handel und Industrie erforderlichen Feinheitsgrad.

Claims (2)

Paten-t-Ansprüche:

1. Die vollständige Umwandlung des kohlensauren Baryts in reinen, wasserfreien, zur Umwandlung in Bariumhyperoxyd tauglichen Baryt durch Zusammenbringen oder Binden dieses kohlensauren Baryts mit dessen genau theoretischem Aequivalent Kohle, und Röstung dieser Mischung in der Weise, dafs die gesammten, dieser Umwandlung schädlichen Gase, wie Kohlensäure, Sauerstoff oder andere Gase, welche entweder vom eigentlichen Procefs des Zersetzens des Carbonate (Entcarbonisirung) herkommen, oder aus irgend welchem Grunde von aufsen eindringen, constant entfernt werden, sei es ι. durch Einblasen eines inerten, reinen und heifsen Gases bezw. durch eine gut regulirte Aufsaugung der unreinen Gase, oder 2. auch durch die Hinzufügung von vom Baryt leicht zu trennenden Kohlenstücken bezw. von die Innenseite der Retorte bekleidender Kohle, wobei solche Mittel vereint oder je für sich zur Verwendung gelangen können. '

2. Zur Umwandlung des kohlensauren Baryts in reinen, wasserfreien Baryt (nach Anspruch ι.), sowie zur weiteren Umwandlung dieses letzteren in Bariumhyperoxyd ein verticaler, hermetisch geschlossener Schachtofen mit drei Reihen von über einander angeordneten Räumen, die das Füllen und Leeren der Retorten ohne die Einwirkung atmosphärischer Einflüsse gestatten und unter sich, vermittelst beweglicher, behufs Circulation und Entfernung der Gase mit Oeffnungeh versehener Sohlen in Verbindung stehen, wobei die Heizung so angeordnet ist, dafs ein einziger Herd die successive verschiedenen und jeweils benöthigten Temperaturen für jeden der Räume liefert, und der Wärmeüberschufs zur Wiedererlangung der Wärme für die Gasheizung oder andere Zwecke dient.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.