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Verfahren zur Herstellung von stabilem Alkaliperborat
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Alkaliperborat, insbesondere Natriumperborat, durch Umsetzung geeigneter Reaktionskomponenten, wie z. B. Natriummetaborat bzw. Borax und Alkali bzw. Borax und Natriumperoxyd, mit Wasserstoffperoxydlösungen, welch letztere Autoxydationsprozessen, insbesondere dem Anthrachinonverfahren, entstammen.
Es ist bekannt, z. B. Natriumperborat als Tetrahydrat oder Trihydrat durch Umsetzung von Metaborat mit Wasserstoffperoxyd nach den beiden nachstehenden Gleichungen herzustellen :
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An Stelle von Metaborat kann man auch von Borax und einer äquivalenten Menge Alkali oder unmit- telbar von Natriumperoxyd ausgehen, wobei sich Metaborat bildet. Man war bisher der Auffassung, dass zur Gewinnung eines beständigen, d. h. im Hinblick auf den Aktivsauerstoffgehalt weitgehend stabilen,
Perborats die den Aktivsauerstoff liefernde Substanz, also etwa das Wasserstoffperoxyd, möglichst rein und ebenfalls weitgehend stabil sein sollte. Es war daher naheliegend, vor allem elektrolytisch gewonnenes
Peroxyd zu benutzen.
Später erwies sich auch auf rein chemischem Wege erzeugtes und sogar das nach dem Anthrachinonverfahren hergestellte Peroxyd als brauchbar, wenn das letztgenannte als Rohprodukt vor der Reaktion mit Metaborat durch Destillation von organischen Verunreinigungen praktisch vollständig befreit wurde. Diese Arbeitsweise weist jedoch schwerwiegende Nachteile auf, da bei der Destillation der Rohprodukte aus dem Anthrachinonverfahren oder andern Autoxydationsprozessen Zersetzungsverluste des ohnehin meist in verdünnter Lösung gewonnenen Wasserstoffperoxyds nicht zu vermeiden sind und die unmittelbare Berührung des verhältnismässig konzentrierten Wasserstoffperoxyds mit den organischen Bestandteilen der Rohlösungen aus den Autoxydationsverfahren wegen der Möglichkeit einer raschen explosionsartigen Zersetzung erhebliche Gefahrenmomente in sich schliesst.
Es wurde nun gefunden, dass man überraschenderweise auch ohne vorherige Reinigung des bei Autoxydationsverfahren, insbesondere beim Anthrachinonverfahren anfallenden rohen Wasserstoffperoxyds ein stabiles Alkaliperborat erhalten kann. Das erfindungsgemässe Verfahren besteht im wesentlichen darin, dass auf eine völlige Reinigung der von ihrer Darstellung her organische Verunreinigungen enthaltenden, für die Herstellung von Alkaliperborat bestimmten Wasserstoffperoxyd-Rohlösungen durch Totalverdampfung verzichtet und lediglich dafür gesorgt wird, dass Wasserstoffperoxydlösungen für die Alkaliperboratherstellung Verwendung finden, die weniger als 0, 1 g/l an organischen Verunreinigungen enthalten. Man ist dann nicht darauf angewiesen, das Wasserstoffperoxyd wie bisher durch erschöpfende Destillation aus dem Rohprodukt z.
B. des Anthrachinonverfahrens abzutrennen und die so gewonnene reine Wasserstoffperoxydlösung zur Umsetzung zu bringen.
Als Wasserstoffperoxydlösungen können im Rahmen der Erfindung solche Peroxydlösungen mit vermindertem Gehalt an organischen Verunreinigungen verwendet werden, die durch Kogasinwäsche auf den erforderlichen Reinheitsgrad gebracht wurden. Zu diesem Zwecke wäscht man z. B. eine aus den Autoxydationsverfahren, insbesondere dem Anthrachinonverfahren, stammende Wasserstoffperoxyd-Rohlösung in einer Extraktionskolonne im Gegenstrom mit Kogasinen od. ähnl. Kohlenwasserstoffgemischen aus.
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damutterlauge läuft und in welchen ferner stündlich 12, 4 kg Borax und 2, 5 kg Natriumperoxyd in fester
Form zugeführt werden. Man erhält so je Stunde 19 kg kristallisiertes Natriumperborat der Formel NaB02.
H202. 3 H20, was einer Ausbeute von 95% entspricht.
Die Mutterlauge, die als gesättigte Perboratlösung im Kreislauf geführt wird, wird durch Stehen- lassen in einem Zwischengefäss zur Abscheidung des Hauptteiles der organischen Verunreinigungen (über 90'V0) behandelt. In diesem Gefäss werden durch Aussalzen 16 g organische Verunreinigungen stündlich ab- geschieden. Gleichzeitig werden aus diesem Zwischengefäss stündlich 20 l Ablauge mit insgesamt 2 g organischen Verunreinigungen abgezogen und verworfen.
Nach dem Verweilen im Absetzgefäss enthält die Mutterlauge weniger als 0,1 g/l an organischen Verunreinigungen. ohne Abtrennung der organischen Verunreinigungen in dem Scheidegefäss weist das kristallisierte
Reaktionsprodukt einen starken Geruch auf, und die Haltbarkeiten sind wie folgt :
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<tb>
<tb> Festsalz, <SEP> 10 <SEP> Tage <SEP> im <SEP> Thermostaten <SEP> bei <SEP> 400C <SEP> 91% <SEP> (98%)
<tb> 8%ige <SEP> Lösung. <SEP> nach <SEP> 2 <SEP> Stunden <SEP> bei <SEP> 90 C <SEP> 67% <SEP> (75%)
<tb>
Nach Abtrennen der organischen Anteile ergeben sich folgende Haltbarkeiten :
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<tb>
<tb> Festsalz, <SEP> 10 <SEP> Tage <SEP> im <SEP> Thermostaten <SEP> bei <SEP> 400C <SEP> 97, <SEP> 5% <SEP> (98%) <SEP>
<tb> 8%ige <SEP> Lösung, <SEP> nach <SEP> 2 <SEP> Stunden <SEP> bei <SEP> 900C <SEP> 73% <SEP> (75%) <SEP>
<tb>
Beispiel 3 :
In einer Kreislaufapparatur werden je Stunde 3, 25 kg H 0 (100% lg) produziert. Auf den Kopf der Extraktionskolonne werden je Stunde 13 1 Wasser aufgegeben, so dass etwa 15 l einer 20% eigen Lösung anfallen. Die Lösung wird unter vermindertem Druck abgetoppt, indem sie kontinuierlich in einen Umlaufverdampfer mit aufgesetzter Kolonne eingespeist wird. Am Kopf der Kolonne werden je Stunde
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sung umgesetzt werden.
In der Stunde kristallisieren 19, 5 kg Natriumperborat, was einer Ausbeute von 97"/0 entspricht. Aus der Mutterlauge kann die organische Phase gesammelt und nach einer Wasserwäsche wieder in die Arbeits- lösung des Anthrachinonverfahrens zurückgeführt werden. Das so hergestellte Perborat in fester Form ver- liert bei einer zehntägigen Lagerung bei 400C nur 2,5je seines aktiven Sauerstoffes ; eine 8101ge wässerige
Lösung verliert bei 900C innerhalb von zwei Stunden nur 2fP/o des aktiven Sauerstoffes.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von stabilem Alkaliperborat, insbesondere Natriumperborat, durch Umsetzung geeigneter Reaktionskomponenten, wie z. B. Natriummetaborat bzw. Borax und Alkali bzw. Borax und Natriumperoxyd, mit Wasserstoffperoxydlösungen, welch letztere Autoxydationsprozessen, insbesondere dem Anthrachinonverfahren, entstammen, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine völlige Reinigung der von ihrer Darstellung her organische Verunreinigungen enthaltenden, für die Herstellung von Alkaliperborat bestimmten Wasserstoffperoxyd-Rohlösungen durch Totalverdampfung verzichtet und lediglich dafür gesorgt wird, dass Wasserstoffperoxydlösungen für die Alkaliperboratherstellung Verwendung finden, die weniger als 0, 1 g/l an organischen Verunreinigungen enthalten.