DE233895C

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Elften = €jempiat:

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- 'M 233895 KLASSE 12 Ie. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 17. Juli 1910 ab.

Bei der elektrolytischen Reduktion von Salpetersäure können bekanntlich die verschiedensten Produkte erhalten werden. Bedingungen, unter denen das letzte Reduktionsprodukt, das technisch wichtige Ammoniumnitrat, aus wasserhaltiger Salpetersäure mit * einer technisch brauchbaren Ausbeute ohne Stickstoffverluste erhalten werden kann, sind bisher noch nicht bekannt. Es wurde nun

ίο gefunden, daß man diese Reduktion in überraschend glatter Weise folgendermaßen durchführen kann:

Man elektrolysiert eine wasserhaltige Salpetersäure von weniger als 30 Prozent H N O₃ Gehalt bei einer unter 30 ° C. liegenden Temperatur unter Benutzung einer Aluminiumkathode. Diese Bedingungen sind wesentlich. Sowohl bei einer höheren Temperatur wie bei einer höheren Säurekonzentration treten erbebliehe Stickstoffverluste auf, und geht die Ausbeute zurück. Dagegen kann die Stromdichte in weiten Grenzen gehalten werden.

Diese Reaktion und dieses Verfahren sind nicht zu verwechseln mit der bekannten Erzeugung von Ammoniumnitrat (Patentschrift 175480), nach welcher Ammoniak durch elektrolytische Reduktion von Nitraten und Nitriten in alkalischer Lösung erzeugt und das gebildete Ammoniak in dünne Salpetersäure geleitet wird.

Die Reduktion erfolgt nach der Gleichung: 2 HNO₈ + 4 H, = NH, NO₃ + 3 H₂O.

Zweckmäßig verfährt man in der Praxis so, daß Anoden- und Kathodenraum durch ein Diaphragma getrennt werden, damit der an der Anode entwickelte Sauerstoff nicht stören kann. Den Gehalt an Ammoniumnitrat läßt man bis auf 20 bis 40 Prozent steigen, indem man entsprechend dem Verbrauch an Salpetersäure neue Säure zufügt. Zur Beendigung des Prozesses läßt man sodann die Reduktion bis zum Neutralwerden der Kathodenflüssigkeit fortschreiten, so daß eine Lösung von reinem Ammoniumnitrat entsteht, welches durch Eindampfen ohne weiteres in guter Beschaffenheit ausgeschieden werden kann.

Im Anodenraum muß eine leitende Flüssigkeit, z. B. eine Säure oder die Lösung eines Salzes, vorhanden sein. Hierbei besteht die Gefahr, daß die erzeugte Ammoniumnitratlösung durch Diffusion der Säure oder des Salzes verunreinigt wird. Man könnte diesen Übelstand dadurch vermeiden, daß man Salpetersäure verwendet. In diesem Falle entweicht aber der entwickelte Sauerstoff nutzlos, und es entstehen die mit jeder Gasentwicklung verbundenen Nachteile. Diese Übelstände werden nun dadurch vermiede.n, daß man im Anodenraume eine Lösung von Untersalpetersäure oder salpetriger Säure in verdünnter Salpetersäure anwendet. Vorteilhaft kann man das bei der elektrischen Oxydation des Luftstickstoffes erhaltene Gemisch verwenden. Der anodisch entwickelte Sauerstoff wird dann quantitativ zur Oxydation der

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niederen Stickoxyde zu reinem Salpetersäuremonohydrat verbraucht. Es wurde gefunden, daß dieser Oxydationsprozeß ohne jede Störung mit dem Reduktionsprozeß verbunden werden kann.

Beispiel.

In einer Elektrolysezelle sind Anoden- und Kathodenraum durch ein säurefestes Diaphragma getrennt. Z weckmäßiger weise wird eine Diaphragmazelle als Kathodenraum in den Anodenraum eingesetzt. Beispielsweise fasse das Diaphragma 40 1, der übrige Anodenraum 75 1.

In den Kathodenraum werden 40 kg einer etwa 13 prozentigen Salpetersäure mit 5 kg freier H NO₃ eingefüllt, welcher 2,2 kg fertiges Ammoniumnitrat zugesetzt werden, wenn die Säure nicht bereits aus einer vorhergehenden Operation her Ammoniumnitrat enthält. In den Anodenraum werden 100 kg einer Säure eingefüllt, welche 75 kg HNO₃ 8 kg HNO₂ und 17 kg H₂ O enthält. Letztere Säure wird durch Zugabe von Untersalpetersäure zu wäßriger Salpetersäure hergestellt. Die Anode besteht aus Platin, die Kathode aus Aluminium. Durch Kühlvorrichtungen wird die Temperatur in beiden Teilen der Zelle auf 20 ° gehalten. Die Stromdichte beträgt 200 bis 500 Ampere pro Quadratmeter, doch können auch andere Stromdichten Verwendung finden. Nach Amperestunden ist die Kathodenflüssigkeit alkalisch geworden und enthält jetzt 4,5 kg Ammoniumnitrat.

Auf der Anodenseite ist die salpetrige Säure zu HNO₃ oxydiert, es sind 85 kg HNO₃ in kg Lösung vorhanden, also eine 82 prozentige Salpetersäure entstanden. Will man Salpetersäure höherer Konzentration gewinnen, so benutzt man diese 82 prozentige Säure nach Zugabe von Untersalpetersäure zu einer neuen Operation.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Ammoniumnitrat aus wasserhaltiger Salpetersäure, dadurch gekennzeichnet, daß man Salpetersäure von weniger als 30 Prozent H N O₃ - Gehalt bei gewohnlicher Temperatur und unter Verwendung einer Aluminiumkathode elektrolysiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als saure Anodenflüssigkeit eine Lösung von Untersalpetersäure oder salpetriger Säure in verdünnter Salpetersäure angewendet wird.