Titel: Gewinnung von Salpeter aus den Osmose-Abwässern.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1887, Band 264 (S. 510–515)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj264/ar264163

Ueber Gewinnung von Salpeter aus den Osmose-Abwässern bez. Aufarbeitung der letzteren.

Weitaus der meiste Kalisalpeter wird heutzutage als sogen. Conversionssalpeter aus Natronsalpeter und Chlorkalium hergestellt; dem gegenüber sind die übrigen Salpeterquellen nur noch von untergeordneter Bedeutung. Nichts desto weniger ist es von Interesse, zu wissen, daſs gewisse Pflanzen durch den Vegetationsprozeſs, wenn hinreichend Kalisalze im Boden enthalten, Salpeter zu bilden im Stande sind. Solche Pflanzen sind Borretsch, Wandkraut, Tabak und namentlich alle Pflanzen der Familie der Amarantaceen, welche in so hohem Grade diese Eigenschaft besitzen, daſs man sie als wirkliche Salpeterpflanzen bezeichnen kann.1)Dies sind aber alles mehr oder weniger seltene Gewächse.

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In der Sucrerie indigène, 1886 Bd. 28 S. 494, 505 und 534 macht nun L. Faucher auf die Runkelrübe als Salpeterbildner aufmerksam, welcher wegen des ausgedehnten Anbaues für die Zuckerfabrikation besondere Wichtigkeit zukommt. Es ist zweifellos, daſs die Hübe immer und zwar bei einigen Spielarten und unter besonderen Düngungsverhältnissen sehr beträchtlich Salpeter enthält. Für die gewöhnlichen Arten und normale Anbauverhältnisse ergibt sich nach Corenwinder, daſs man einen mittleren Salpetergehalt von 150g in 100k Runkelrüben annehmen kann, welcher aus der Luft und aus dem Salpetersäure- und Ammoniakstickstoff der Dünger erzeugt, nicht aber unmittelbar aus etwa zur Düngung angewendeten salpetersauren Salzen aufgesaugt worden ist. Dies ist eine besonders wichtige und wissenschaftlich festgestellte, obwohl vielfach in der Praxis übersehene Thatsache.

Lange Zeit ging der in den Rüben erzeugte Salpeter verloren, da er schlieſslich mit der Schlempekohle calcinirt und in kohlensaures Kali umgewandelt wurde. Dubrunfaut wies zuerst darauf hin, daſs die Osmose gestatte, aus dem abflieſsenden Wasser den Salpeter als solchen wieder zu gewinnen, und daſs hier eine beständige und beträchtliche Salpeterquelle vorhanden sei. In der That besteht die Hauptwirkung der Osmose in der Entfernung der Rübensalze, namentlich des salpetersauren Kalis und des Chlorkaliums aus der Melasse. Bas Osmose-Abwasser hat eine Dichte von 2 bis 3° B. und wird in vielen Fabriken verloren gegeben und zum Nachtheile der Umgebung in die öffentlichen Wasserläufe entlassen. Andere Fabriken benutzen es zum Berieseln; noch andere verdampfen das Wasser im Dreikörper und überlassen es bei 40° B. heiſs der Krystallisation. Man erhält ein Gemisch der beiden oben genannten Salze in einem je nach der Beschaffenheit des Rübensaftes verschiedenen Verhältnisse. Die Krystalle werden durch Schleudern von der anhängenden Mutterlauge befreit. Die mittlere Zusammensetzung dieses Salzgemisches kann man rund durch folgende Procentzahlen darstellen (vgl. Havrincourt 1882 245 192):

Salpetersaures Kali 50
Chlorkalium 35
Schwefelsaures Kali 2
Zucker und Organisches 8
Wasser und Unlösliches 5

Da die Osmose sich mehr und mehr ausbreitet, so nimmt natürlich auch die Menge dieser Salze zu. Die richtige Ausnutzung derselben machte es nothwendig, daſs sie auf den Gehalt des Rohsalpeters, nämlich auf mindestens 85 Proc. salpetersaures Kali und zwar nur mittels einfacher und wenig kostender Arbeiten gebracht wurden. Auſserdem muſsten diese Arbeiten sich in Zuckerfabriken mit den vorhandenen Apparaten ausführen lassen. In dieser Richtung hat nun d'Havrincourt auf Veranlassung Faucher's Versuche in seiner Zuckerfabrik angestellt, welche zu dem bestimmten Ergebnisse geführt haben, daſs die Umwandlung der Osmosesalze in Rohsalpeter in den Zuckerfabriken ausführbar und vortheilhaft ist. d'Havrincourt ist dieses Erfolges so sicher, daſs er aus den nächsten Zuckerfabriken bereits Rohsalz gekauft hat und darauf rechnet, in diesem Jahre an die Salpeterraffinerie in Lille etwa 30000k Salpeter und 20000k Chlorkalium liefern zu können.

Das d'Harrincourt patentirte Verfahren besteht in einer allmählichen Anreicherung durch Ausdecken mit einer concentrirten reinen Salpeterlösung. Das Verfahren ist in der Liller Raffinerie selbst unter Benutzung einer eigens |512| dazu aufgestellten Schleudermaschine geprüft und festgestellt worden. Es hat sich dabei gezeigt, daſs die Osmosesalze stets auf einen Gehalt von 90 bis 95 Proc. Salpeter gebracht werden können, wenn man folgendermaſsen verfährt: Die Salze werden in Behälter gebracht, im Verhältnisse von 100k auf 50l mit gesättigter Salpeterlösung getränkt und 2 Stunden stehen gelassen. Hierauf werden sie 5 Minuten lang ausgeschleudert, dann wieder ¼ Stunde mit 30l concentrirter Salpeterlösung auf 100k Salz getränkt und abermals; Minuten lang ausgeschleudert. Endlich folgt eine dritte ¼ stündige Tränkung in der Schleudertrommel selbst und Ausschleudern während 10 Minuten,

Für die Durchführung des Verfahrens in Zuckerfabriken bedarf es nur einer geringen Umänderung an der Schleudertrommel, damit nicht zuviel Salpeter und Salze mit fortgerissen werden. Es sollen nämlich die Löcher der Trommelwand nicht gröſser als 2mm im Durchmesser sein und im Verbände 25mm von einander abstehen; doch kann man auch eine gewöhnliche Trommel mit hinreichend dichter Leinwand auskleiden. Vortheilhaft ist es jedoch, die Osmosesalze vorher einmal umzukrystallisiren, um sie auf etwa 70 Proc. Salpeter zu bringen, da hiernach eine einzige Schleuderung hinreicht, um die Reinheit herzustellen, welche für die Abnahme in der Raffinerie Bedingung ist.

Diese Umkrystallisation geschieht in der gewöhnlichen Weise der Salpeterraffinerie, unter Benutzung der verschiedenen Löslichkeit des Salpeters und der übrigen Kalisalze bei verschiedenen Temperaturen. Man löst 100k der Osmosesalze in einem Kessel mit Doppelboden und concentrirt auf 38° B., läſst im Kessel selbst auf etwa 70° abkühlen, wobei sich viel Chlorkalium ausscheidet, zieht dann in gewöhnliche Behälter ab und läſst etwa 36 Stunden lang krystallisiren. Die erhaltenen Krystalle enthalten 65 bis 75 Proc. Salpeter, je nach der Zusammensetzung der Osmosesalze; sie werden nun, wie oben angegeben, in der Schleuder mit gesättigter, fast reiner Salpeterlösung ausgedeckt, worauf man sie leicht bis zu 95 bis 98 Proc. Reinheit erhält.

Alle Ablauf- und Deckwässer werden gesammelt und weiter verarbeitet. Zunächst dampft man auf 38° B. ein und läſst abkühlen, wobei sich Chlorkalium am Boden der Gefäſse sammelt. Wenn die Lösung 42° zeigt, beginnt die Krystallisation des Salpeters, weshalb man die Flüssigkeit abgieſst und 48 Stunden lang krystallisiren läſst. Die zuerst gesammelten Chloride werden abgeschleudert. Der Salpeter wird nach der oben beschriebenen Weise gereinigt, die Mutterlaugen werden wie gewöhnlich eingedampft und die erhaltenen Salze mit den Osmosesalzen vereinigt.

Alle diese Arbeiten sind einfach und ohne Schwierigkeiten, obwohl dabei auf die Ausführbarkeit in den Zuckerfabriken Rücksicht genommen ist. Die Kosten für Arbeit und Kohlen übersteigen nicht 12 bis 12,80 M. auf 1000k Osmosesalze.

Der Unterschied der Werthe ergibt sich aus folgendem: Die Osmosesalze werden jetzt nach ihrem Düngerwerthe bezahlt, wobei der Gesammtstickstoff mit 1,80 bis 2 M. und das Kali mit 32 bis 44 Pf. je nach Marktpreis berechnet wird. Demnach werden die Osmosesalze entsprechend ihrer oben mitgetheilten Zusammensetzung zur Zeit mit 2,56 bis 2,64 M. die 100k bezahlt, während sie für 23 M. Salpeter, für 7,84 M. Chlorkalium, im Ganzen also für 30,84 M. Salze liefern, woraus sich für diese Verarbeitungsweise, jedenfalls auch unter ungünstigeren Marktverhältnissen, ein reichlicher Nutzen ergibt.

Faucher sucht nun ferner zu beweisen, daſs von dem jährlichen Erzeugnisse von 7500000k Salpeter in der Rübenernte Frankreichs mindestens 3000000k stets vorräthig und für etwaige Bedürfnisse verfügbar sind, daſs ferner die vorhandenen Einrichtungen genügen, um diese Menge nach Bedarf auch rasch gewinnen zu lassen.

H. Leplay ist der Ansicht, daſs die verschiedenen aus Rohrzucker stammenden Producte, die neben Rohrzucker selbst in den Nachproducten und der Melasse der Rohzuckerfabriken vorkommen, von den Einwirkungen herrühren, welche während der Krystallisation der Nachproducte stattfinden. |513| Nach der Sucrerie indigene, 1887 Bd. 29 S. 10 und S. 33 bezieh. Zeitschrift des Vereins für Rübenzuckerindustrie, 1887 S. 180 suchte Leplay dies nachzuweisen, indem er eine groſse Anzahl von Nachproducten, Füllmassen und Melassen auf solche Abkömmlinge aus dem Rohrzucker prüfte, unter denen sich auch der optisch neutrale Zucker findet, dessen Bestehen indessen noch keineswegs allgemein angenommen, sondern im Gegentheile von Vielen bestritten wird. Es ist wohl zuzugeben, daſs eine Zunahme der Zucker-Veränderungsproducte in den Fabrikerzeugnissen stattfindet, je länger diese der üblichen Behandlung ausgesetzt bleiben; indessen ist der weiterhin von Leplay gezogenen – aber nicht näher begründeten – Schluſsfolgerung, daſs es hauptsächlich die Salze seien, welche zu dieser Veränderung des Zuckers beitragen, denn doch wohl eine Berechtigung nicht zuzuschreiben, so lange nicht durch unmittelbare Versuche ein solcher Zucker zerstörender Einfluſs des Salpeters und des Chlorkaliums (welche hier vorzugsweise in Betracht kommen) nachgewiesen ist.

Leplay gebraucht seine Schlüsse, um damit die Notwendigkeit der Osmose, als des einzigen Mittels, die „Salze“ zu entfernen, zu erhärten. Er sagt: Weshalb wird denn die Fabrikation bis zur Melasse fortgesetzt und so die Ausbeute an krystallisirtem Zucker vermindert? Man sollte die Salze gleich anfangs abscheiden und sie nicht sich bis zur Melasse ansammeln lassen; nach Maisgabe der mitgetheilten Analysen muſs man den Syrup vom 1. Product osmosiren, wodurch man 70 Procent der Salze ausscheiden kann. Es kann aber doch wohl von Niemandem bezweifelt werden, daſs, wenn es durch dieses Verfahren mittels des Verdampfosmoseapparates mit doppelter oder mit starker Osmose gelingt, den Salzquotienten der Melasse von 4 auf 10 und selbst 11 heraufzubringen, man den Salzquotient des ersten Syrups, welcher 6 bis 7 beträgt, auch leicht wird erhöhen können. Wenn, wie dies in der Raffinerie Prévost geschieht, der genannte Apparat gestattet, die wiederhergestellten Melassen, also diejenigen, welche mehrere Osmosen, mehrere Kornkochungen und Schleuderungen durchgemacht haben, wieder zum Kornkochen hereinzunehmen, so muſs um so mehr diese Arbeit mit ersten Syrupen leichter, die Ausbeute höher, der Zucker besser sein. Wenn man sich vergegenwärtigt, daſs in der genannten Raffinerie die Melassen mehr als 15 mal zur Osmose gekommen und daſs dabei die Melassen des Handels mit allen denselben anhaftenden Fabrikationsfehlern verarbeitet worden sind, so kann man sicher sein, daſs die ersten durch keine spätere Arbeit angegriffenen Syrupe in unbegrenzter Weise und bis zu einem ganz unbedeutenden Rückstande osmosirt werden können. Dem entsprechend wird denn auch jetzt in der Zuckerfabrik Dröbel hei Bernburg der Ablauſsyrup vom 1. Product nach meinen Vorschriften der Osmose unterworfen.

Wie nun eigentlich die Osmosearbeit nach seiner Ansicht und mit Hilfe seines früher angegebenen Verdampfosmoseapparates (vgl. * D. R. P. Kl. 89 Nr. 29759 vom 12. Juni 1884)2)vorgenommen werden soll, darüber hat Leplay weiterhin (a. a. O. S. 56) eine klare Vorschrift gegeben, nachdem die früheren Aufsätze viel Unklarheiten und Weitschweifigkeiten und wenig unmittelbar Brauchbares enthalten hatten. Mit dieser Vorschrift wird freilich noch nicht bewiesen, daſs es gerade der technisch sehr zu beanstandende Verdampfapparat Leplay's sein muſs, mit welchem die Osmose in der von ihm angegebenen Weise auszuführen ist; ebenso ist die Anwendung dieser Arbeit auf Syrup vom 1. Product gewiſs nicht immer so vortheilhaft, wie es Leplay angibt, da die |514| Einkochung und weitere Bearbeitung des Productes so oft wiederkehrt, daſs es zweifelhaft scheint, ob diese oder die alte Arbeit den Zucker des Productes mehr benachtheiligt. Auch dürften so viel krystallisirbare Salze, wie Leplay annimmt, weitaus nicht in allen Füllmassen und Nachproducten vorkommen.

Leplay gibt folgende Arbeitsvorschrift: Die gewöhnlichen Osmoseapparate sind für die Ausnutzung des Osmosewassers ungeeignet; man kann dazu nur den erwähnten Verdampfosmoseapparat gebrauchen. Es gibt zwei Arten davon, nämlich den mit starker Osmose und den mit doppelter Osmose. Der Vorzug gebührt dem ersteren und zwar aus folgenden Gründen: der erstere ist in seiner ganzen Ausdehnung mit der Einrichtung für Verdampfung versehen; der letztere (mit der doppelten Osmose) besteht dagegen aus der Vereinigung eines Verdampfosmose- mit einem gewöhnlichen Apparate, in welchem 43qm Pergamentpapier als Verdampf- und 43 als gewöhnlicher Osmoseapparat arbeiten, während der erstere mit 86qm Oberfläche als Verdampfapparat arbeitet. Man kann also den ersteren als Vereinigung zweier gleicher Verdampfosmoseapparate, letzteren dagegen als die eines solchen mit einem gewöhnlichen Osmoseapparate bezeichnen.

Daraus ergibt sich nun folgendes: 1) Die Osmosewässer aus dem gewöhnlichen Osmoseapparate werden, nachdem sie im Dreikörper auf 20 bis 25° B. eingedickt sind, durch die Arbeit in diesem Apparate in Melasse zurückverwandelt, die mit 36° kochend abflieſst. Im Nothfalle könnte dieser Osmoseapparat auch zum Eindicken des Osmosewassers (freilich nicht mit Vortheil) dienen und zugleich unter Abtrennung der Salze wieder die Melasse herstellen. 2) Da die Osmosirung in diesem Apparate stets bei hoher Dichtigkeit bewirkt wird, so haben die salzigen Osmoseabwässer einen weniger hohen Salzquotienten, was einen geringeren Zuckerverlust in den salzigen Abwässern ergibt. 3) Dieser Osmoseapparat macht aus demselben Grunde gröſsere Arbeit in derselben Zeit. 4) Aller beim Eindicken der osmosirten Melasse entwickelte Dampf wird zum Vorwärmen des nöthigen Wassers benutzt, was beim Verdampfosmoseapparate mit doppelter Osmose nur zur Hälfte, bei den gewöhnlichen Apparaten gar nicht geschieht, in Folge dessen Ersparniſs an Brennstoff für die Erwärmung des Wassers. 5) Dieser Osmoseapparat liefert die wiederhergestellte Melasse in einer Dichtigkeit von 360 heiſs, so daſs sie zur gewöhnlichen Melasse in die gewöhnlichen Osmoseapparate zurückgehen kann. 6) Mit diesem Osmoseapparate kann man den gröſsten Theil des jetzt in den Abwässern billig an die Brennereien verkauften Zuckers wieder-, sowie auch die leicht zu verwerthenden Salze gewinnen.

Die Verarbeitung der Osmoseabwässer mit dem Verdampfosmoseapparate und starker Osmose kann in folgender Weise ausgeführt werden: Die gewöhnlichen Osmoseabwässer werden in zwei Körpern des Dreikörper-Verdampfapparates eingedickt; der dritte Körper muſs für die Verdampfung der salzigen Osmoseabwässer aus dem Verdampfosmoseapparate selbst bestimmt bleiben. Das bei irgend einer Dichte zwischen 20 und 25° B. abgelassene Abwasser geht in einen Sammelbehälter, woraus der Dampfosmoseapparat gespeist wird. In letzterem werden sie gleichzeitig osmosirt und eingedampft; wenn sie z.B. mit 20° eintreten, flieſsen sie bei 36° heiſs ab. Hatten sie einen Quotienten von 1 bis 1,5, so flieſsen sie als wiederhergestellte Melasse von 3,5 bis 4,0 ab und liefern salziges Abwasser von 4 bis 5° B. heiſs, welches den gröſsten Theil der krystallisirbaren Salze (salpetersaures Kali und Chlorkalium) sowie die Kalisalze mit organischen Säuren enthält. Dieses salzige Abwasser wird in den dritten Körper des Verdampfapparates geschickt und darin auf 39° B. heiſs eingedickt, worauf beim Abkühlen die beiden Salze herauskrystallisiren. Beschaffenheit und Preis derselben wird je nach dem Gehalte an Chlorkalium verringert. Wenn man dieses Wasser nach Leplay's Verfahren zur Umwandlung in salpetersaures Kali behandelt, so erhält man nicht mehr jenes Gemisch, sondern ohne weiteres eine krystallisirende Salzmelasse, welche das Nitrat mit einer Reinheit von 92 bis 95 Proc. ohne Chlorkalium und zwar bis zu 20k vom Hektoliter anstatt der sonst erhaltenen 12k liefert.

Die von Leplay über die Vortheile dieser Arbeit aufgestellten Berechnungen sind von zweifelhaftem Werthe, da sie die Verluste nicht berücksichtigen und |515| den erforderlichen Dampf sowie die Kosten für den Apparat und dessen Ingangsetzung ebenfalls auſser Ansatz lassen.

St.

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Manche Spielarten von Amarantus erzeugen ganz beträchtliche Mengen Salpeter; so z.B. enthält Amarantus ruber 16 Proc., Amarantus atropurpureus bis zu 22,77 Proc. der Trockensubstanz an Salpeter, Uebrigens hat Berthelot (vgl. auch Comptes rendus. 1886 Bd. 103 S. 184. 299) in letzter Zeit nachgewiesen, daſs |511| die Salpeterbildung eine im Pflanzenreiche ganz allgemeine Erscheinung ist; sie findet namentlich im Stengel statt und bezweckt eine Aufsammlung von Nährstoffen für die späteren Keimungsvorgänge.

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Vgl. auch Journal des fabricants de sucre, 1884 Bd. 26 Nr. 23. Stammer's Jahresbericht 1884, Bd. 34 S. 1386. Wagner's Jahresbericht, 1885 S. 715.

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