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' Verfahren zur Überführung von Natriummonochromat in Natriumbichromat
Es ist -b;ekannt, Natriummonochromat mit Hilfe von Kohlensäure ioder kohlensäuDehaltigen
Gasen in Natriumbichromat umzuwandeln. Ferner ist bekannt, daß die Umsetzung vom
Kohlensäuredruck und- von der Konzentration der Chromatlösung abhängig ist, und
zwar in dem Sinne, daß mit zunehmendem Druck :und zunehmender Chromatkonzentration
die Ausbeute an Bichromat steigt.
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Die» verschiedenen- Vorschläge, die ;auf Grund dieser Erkenntnis gemacht
wurden, um Natriumbichromat mit Hilfe von Kohlensäure gewerbsmäßig herzustellen,
haben keinen praktischen Erfolg gehabt. Der Grund hierfür ist darin zu suchen, daß
einerseits beim Einhalten der gegebenen Arbeitsvorschriften die Geschwindigkeit
der Umsetzung zu gering, unter Umständen auch der erreichbare Umsetzungsgrad zu
niedrig ist, und daß andererseits das als Nebenprodukt entstandene Natriumbicarbonat
in schleimiger Beschaffenheit anfällt und sich nur mit größter Schwierigkeit von
der Bichromatlösung trennen läßt.
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Es wurde gefunden, daß sich die geschilderten Nachteile vermeiden
lassen, wenn man die Umsetzung zunächst bei einer genügend hohen Temperatur, die
mehr als 5o° C heträgt, einleitet und die Reaktionslösung dann während der Umsetzung
unter Kohlensäuredruck unter 5o° C abkühlt. Die Anwendung von Reaktionstemperaturen
über 5o` C ist bisher aus theoretischen Gründen für unzweckmäßig gehalten worden;
um so überraschender ist die Beobachtung, daß gerade diese Bedingung für die technische
Durchführbarkeit der Reaktion von so großer Bedeutung ist.
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Die Abhängigkeit der Ausbeute von der Konzentration der Chromatlösung
ist bekannt. - Infolge der begrenzten Löslichkeit des Natriummonochromats ist ges
jedoch nicht möglich, von vornherein so konzentrierte Lösungen anzuwenden, daß bei
der Anwendung praktisch in Betracht kommender Kohlensäuredrucke leine vollkommene
Umsetzung :erzielt wird. Es @empfiehlt sich deshalb, in zwei Stufen zu arbeiten,
in der Weise, daß zunächst seine konzentrierte Natriumchromat lösung mit Kohlensäure
unter den loben angegebenen Bedingungen umgesetzt wird; man filtriert sodann das
entstandene Natriumbicarbonat ab und konzentriert das nunmehr in der Hauptsache
Natriumbichromat neben wenig Monochromat enthaltende Filtrat bis zu einem Gehalt
von etwa Soo g Cr 03 im Liter, worauf man es nochmals unter denselben Bedingungen
der Temperatur und des Druckes mit Kohlensäure behandelt. Das Ergebnis ist eine
praktisch vollkommene Umwandlung des gesamten Chromats in Bichromat.
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Bei dem bekannten Verfahren zur Herstellung von Bichromat durch Einwirkung
von
Kohlensäure auf Lösungen, die die Chromsäure je zur Hälfte als Calcium- und als
Alkalisalz enthalten, wird das Calcium als Carbonat gefällt, während das gesamte
Alkali als Bichromat in der Lösung verbleibt. D-,:mgegenüber geht das Verfahren
gemäß der vorliegenden Erfindung von technisch kalkfreien Natriummonochnomatlösungen
aus. Bei dem bekannten Verfahren erfolgt ferner das Eindampfen der Natriumchromatlösung
zu dem Zweck, das Bichromat in fester Form auszuscheiden, während gemäß vorliegender
Erfindung bei dem Eindampfen zwischen der ersten und zweiten Verfahrensstufe keine
Ausscheidung von Bichromat stattfindet, sondern eine Anreicherung des noch nicht
umgesetzten Natriummonochromats in der Lösung bezweckt wird. Das bekannte Verfahren
hat vor allem den Nachteil, daß die Herstellung seiner die Chromsäure zur Hälfte
als Calciumchromatenthaltenden Lösung beim Chromerzaufschluß nach dem Kalksodaverfahren
praktisch nicht oder nur mit unbefriedigender Chromausbeute möglich ist.
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Es ist auch schon vorgeschlagen worden, ammoniakalische Natriummonochromatlösungen
zunächst mit so viel Kohlensäure zu behandeln, daß ungefähr die eine Hälfte der
Chromsäure als Ammoniumchromat vorliegt. Nach Abtrennung von dem bei dieser Umsetzung
entstehenden Natriumbicarbonat wird dann die Lösung von Natriumchromat und Ammoniumchromat
unter gewöhnlichem oder erhöhtem Druck zum Sieden erhitzt. Dabei findet unter Entweichen
des Ammoniaks die Bildung von Natriumbichromat statt. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren
entsteht also das Natriumbichromat durch Umsetzung von Natriummonochromat mit Ammoniummornochromat
und nicht wie bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung durch Umsetzung
von Natriummonochromat mit Kohlensäure. Beispiel Eine Natriummonoehromatlösung,
die im Liter 475 g Cr 03 enthält, wird bei 6o bis 80'' C in einem druckfesten
Rührgefäß mit Kohlensäure runter seinem Partialdruck von 6 bis 8 Atmosphären behandelt.
Während der Reaktion wird die Lösung unter gleichbleibendem Kohlensäurepartialdruck
im Verlauf von i bis 2 Stunden auf etwa 2o bis 30° C abgekühlt. Der erreichbare
Umsetzungsgrad des Monochromats zu Bichromat beträgt goo/o. Nach Druckentlastung
trennt man das schön kristallisierte Natriumbicarbonat durch Filtrieren ab. Das
Filtrat wird so weit eingedampft, bis eine Konzentration von 8oo bis 82og Cr03 im
Liter erreicht ist, und sodann erneut unter Rühren mit Kohlensäure unter den oben
angegebenen Bedingungen behandelt. Auch bei diesen hohen Konzertrationen der Lösung
fällt das entstehende Natriumbicarbonat in .gut filtrierbarer Form aus.