Separera KNO3 och NH4NO3

Jag har en del gödsel som jag för skojs skull tänkte försöka få ut två relativt rena kemikalier ur. Mitt mål är att ha KNO3 och NH4NO3.

Gödslet innehåller KNO3,NH4NO3 samt ammoniumklorid och kalciumflourid.

Några idéer om hur man ska gå till väga för att separera kemikalierna? Alla är mer eller mindre vattenlösliga.

Klorider o flourider är väl enklare att få bort vid elektrolys än nitrater? Ingen aning, har själv, endast haft tanken, på hur man utvinner NH4NO3 ur Blåkorn. Men jag vet inte, sitter bara full o gissar för skoj skull...

Låter som en skojig liten övning i beräkning av löslighetsprodukter...

Du har alltså jonerna K+, NH4+ och Ca++ samt NO3-, Cl- och F-. Din uppgift är att finna ett lösningsmedel (vatten är det givna förstahandsvalet!) och ett temperaturområde där ett av de möjliga fasta salterna faller ut relativt rent.

Det är givetvis till stor hjälp om du har en uppfattning om ungefär hur mycket av resp. substanser som ingår i blandningen! (Jag gissar att fluoriden mest bara är ett spårämne.)

Jo jag tänkte nog leka med lösligheterna så gott det går.

Det är YaraMila 21-3-10 som jag har och enligt MSDS så innehåller det följande:
NH4NO3 - 35-45%
KNO3 - 15-20%
NH4Cl - 7-10%
CaF2 - 1-2%
Okänd substans - resten

När jag löser upp gödslet så är det nåt olösligt skit kvar på bottnen. Det har jag filtrerat bort. Orkar inte räkna på det nu men det blir ganska hög % NH4NO3 i den filtrerade lösningen om man antar att den resterande % är det olösliga.

Löslighet i 0° H2O är enligt wikipedia:
NH4NO3 - 1180g/L
KNO3 - 130g/L
NH4Cl - 294g/L
CaF2 - 0,85g/L

Nu när jag tänker på det så kan det ju vara CaF2 som är den olösliga skiten med tanke på dess låga löslighet.

Kommer nog göra så att jag kokar ner den filtrerade vätskan och torkar kristallerna. Sedan så "tvättar" jag kristallerna med 0° vatten för att få ut så mycket NH4NO3 som möjligt. Det som inte löser sig borde altså vara endast KNO3 och NH4Cl.

I brist på annan information skulle jag utgå från att den ej deklarerade delen utgörs av vanlig kalk (kalciumkarbonat). Den är relativt olöslig i vatten, så ditt första steg är nog riktigt.

Offtopic men... Wut? Klorider och flourider i ett gödningsmedel? Varför?

KRISTALLISERING
Naturens eget sätt att sortera och separera.

Kristallisering kan användas för att rena kemikalier som kristalliserar.
Häll blasket i en plastburk med stor yta och platt botten.
Låt stå och dunsta och se vilka kristaller som poppar fram i tur och ordning.

Det är den unika formen och storleken på ammoniumnitratkristallerna som gör att de borde vara extremt enkla att separera genom kristallisering.

Ammoniumnitrat-Kristallerna separeras sedan mekaniskt allteftersom de poppar fram.
Och man kan öka renhetsgraden genom att skölja av det orena blasket från kristallerna med tex alkohol, eller bara låta blasket rinna av och upprepa kristalliseringen.

AmmoniumKlorid = pyttesmå kristaller ?
AmmoniumNitrat = stora långa nålformade kristaller
Kaliumnitrat ?

Kristallisering hemma i köket är långsamt och tråkigt men fungerar.
I industrin använder man specialbyggda maskiner.
Öka avdunstningshastigheten med en fläkt.

Om man har en skvätt på slutet som aldrig dunstar så vet man att det kan vara läge för åtgärder för att bli av med föroreningar av hygroskopiska ämnen.

De rester av hygroskopiska ämnen som finns kvar i håligheter i kristallerna kan man bli av med genom upprepad kristallisering, därför att de kommer alltid att följa vattnet och samlas i den sista skvätten som blir kvar efter kristalliseringen. Dvs släng bort den sista skvätten. Lös upp kristallerna igen och upprepa kristalliseringen.

I det här fallet räcker det nog med ett eller två steg för att få fram 99.9% ren ammoniumnitrat. Lite jobbigare att separera kaliumnitrat genom kristallisering.
Det är den unika formen och storleken på ammoniumnitratkristallerna som gör att de borde vara extremt enkla att separera genom kristallisering.


Att rena och separera kemikalier genom kristallisering är en hel vetenskap.
Minns Curie som kristalliserade i hundra steg för att få fram radium.
Det går att separera ämnen genom kristallisering om de bara har en liten skillnad i löslighet, men antalet steg ökar ju mindre skillnaden i löslighet är.
Andra tips är att använda kylskåp och spisplatta på ett smart sätt.
Och misstag man kan göra är att röra om eller skrapa, då får man miljoner små kristaller istället för ett fåtal stora.

Ett tips för hobbykemister som behöver större mängder, är att bygga en improviserad skål med extremt stor yta. En ram gjord av ett par plankor och tjock polyetenfolie byggfolie över.

Med bra ventilation och en fläkt så dunstar 5-10mm per dygn (i rumstemperatur). Det gör att man kan räkna ut ungefär hur lång tid det tar att göra varje steg i kristalliseringsjobbet. Det går snabbare ju större area som avdunstar. En fläkt gör att avdunstningen går 4 gånger snabbare.

Volym = Area x Höjd
Tid = Höjd / 5mm

Sikta in er på en höjd av 20-50 mm som borde vara lagom.
Det underlättar tex att separera yt-kristalliserande föroreningar om man sätter en lämplig minimihöjd istället för att försöka pressa ner tiden.
Dessutom hinner man separera alla de olika kristallerna mekaniskt allteftersom de bildas istället för att de torkar ihop i en enda hård kaka.
De sista skvättarna kan man flytta över till mindre kristalliseringskålar eftersom det blir svårt att göra jobbet i en alltför stor skål.

Om slutprodukten är gul-brun så innehåller den rost och annat skit.
Upprepad kristallisering gör den vitare och renare.

Konstgödsel kan innehålla mineraler och vaxade korn, det kan vara bra om man separerar kletigt vax mekaniskt innan man häller över i kristalliseringskålen.

Var noga med att se till att inget spill impregnerar huset eller annat brännbart, annars brinner det upp som en raket. Om ni bygger en skål av plastfolie och plankor, så ser ni till att vara noggranna. Inga lösa pinnar, inga runda pinnar, skruva ihop ramen. Dubbel plastfolie som är fasthäftad i ramen och allt står på ett stadigt bord. Inga skarpa redskap mm.

Lycka till med att döda ryska stridsvagnar :-)

Kristallisering, enkelt i teorin men inte alltid så enkelt i verkliggeten.

Har inte gjort matten men från en snabb uppskattning så ser det ut som att de kommer kristallisera ut ungefär samtidigt. Den mest lättlösliga finns också i störst mängd medan den mindre lösliga finns i lägra mängd. vid avdunstning finns risken att de når mättnadskoncentration vi samma volym.

Kan det inte finnas något väldigt udda lösningsmedel som löser kaliumnitrat men inte ammoniumnitratet eller vice versa?

Det stämmer att det finns ämnen som bara jävlas vid kristallisering.
Men oftast kristalliserar ämnena i löslightetsordning, vilket gör det enklare, under förutsättning att de har olika kristallform så att man ser när ett ämne börjar och slutar.
Annars kan man testa med socker och eld om det är nitrat eller klorid som poppar fram just nu.

Men nu måste man också ta hänsyn till storleken och formen hos de olika ämnena som kristalliserar.
Ammoniumnitrat är som ett plockepinn av jättestora tandpetare medans många klorider är pyttesmå korn som kommer att ramla igenom och lägga sig på botten, dvs om man har tur.
Det gör det enklare att separera ämnena mekaniskt även om de kristalliserar samtidigt.

Ammoniumnitrat kan ha olika kristallform beroende på om det kristalliserar i lösningen eller på väggarna vid ytan.
Man kan behöva återkristallisera kakorna på väggarna.

Det stora frågetecknet är storlek och form på kaliumnitratkristaller ?

Om man har otur så kan vissa ämnen börja kristallisera på ytan av andra kristaller eller lägga sig som ett lock på ytan eller börja klättra på väggarna och hamna utanför skålen.

Hopas på tur och testa kristallisering i första hand eftersom det ger mycket renare slutprodukt jämfört med att trixa med olika löslighet i vatten.
Återkom med en rapport om det funkar, och info om hur de olika ämnenas kristaller ser ut.

Kanske skall man starta en tråd om kristallisering och kristallformer ?

Man kan ju alltid hälla i lite KOH och bli av med ammoniak och alla grannar.
Så får man bara KNO3.

Det skulle vara bättre att hitta ett lösningsmedel som gör det enklare att separera klorider från nitrater.
Eller klorider från klorater.

De har inte lyckats hitta ett lösningsmedel som duger till det sistnämnda i industrin och använder därför just kristallisering för att separera NaCl från NaClO3.