BE528620A

BE528620A -

Info

Publication number: BE528620A
Authority: BE

Description

Bij de opslag van natriumchloride pleegt, evenals bij veel an- dere stoffen, na kortere tijd of langere tijd agglomeratie op te treden, meestal bakken genoemd, die vaak zover gaat, dat de gehele massa slechts met grote moeite en kosten weer in een hanteerbaar, korrelig en strooibaar product over te voeren is. Dit bakken is aan verschillende mechanismen toe te schrijven, die moeilijk van elkaar gescheiden kunnen worden. Op deze verschillende mechanismen hebben een aantal uitwendige omstandigheden, zoals wisselingen in vochtigheid,tijdsduur van de opslag, temperatuur en druk, invloed.

De physische of geometrische geaardheid van het zout beinvloe- den de mate van het bakken. Zo weet men bijv. reeds lang, dat vergroting van de korrels of kristallen en vermindering van de spreiding in kristal- grootte het bakken verminderen en ook dat gemalen mijnzout, zowel als zogen. panhenzout en zeezout, die aan het oppervlak van pekel zijn gevormd, minder neiging tot bakken hebben dan ku.bisch zout, dat in oplossingen is gevormd.

Om het bakken bewust tegen te gaan zijn een groot aantal maatregelen voorgesteld, die alle neerkomen op de toevoeging van vreemde stoffen.

Tot de vele tot dit doel genoemde stoffen behoren bijvoorbeeld slecht oplosbare stoffen, die hetzij water kunnen binden, zoals calciumsulfaat of silicagel, hetzij een huidje op het kristal geven, waardoor bevochtiging of contact met andere kristallen wordt verminderd, zoals magnesium- carbonaat, calciumfosfaat of aluminiumstearaat. Op een dergelijke wijze behandeld zout geeft meestal geen heldere oplossingen; soms is ook de oplossnelheid zo klein geworden, dat de smaak bij consumptie verminderd is. Andere in water onoplosbare stoffen, die het bakken tegengaan zijn bijv. minerale of organische oliën of vetten die dezelfde nadelen bezitten.

Ook zijn voor genoemd doel in water oplosbare stoffen toegepast, waarvan de oorzaak van het effect niet altijd vaststaat, zoals magnesium- chloride, sorbitol en calciumlactaat. Bij behandeling met MgCL2 blijft het zout echter min of meer vochtig, terwijl de toevoeging van sorbitol en van calciumlaetaat vrij kostbaar is en het effect ervan te wensen overlaat. De aanbevolen hoeveelheden van deze oplosbare stoffen bedragen meest tussen 0. 1 en 5% van het zout; in een enkel geval wordt een minimum hoeveelheid van 0.02% genoemd.

J. Whetstone (Dis. Far, Soc. (1949 (Page 261) gaat uit van de theorie, dat het bakken van zouten in het algemeen veroorzaakt wordt doordat een verzadigde oplossing aan het oppervlak van de kristallen verdampt en daarbij vast zout afscheidt, dat de kristallen aan elkaar verbindt door bruggen. Bij enige zuurstof houdende zouten (ammoniumsulfaat, ammonium- en kaliumnitraat) heeft hij nu geconstateerd, dat het bakken tegengegaan kan worden door deze zouten te mengen met sommige kleustoffen. Hiervan zijn slechts geringe hoeveelheden nodig; ten aanzien van het bakken van ammoniumnitraat bijv. wordt aangegeven, dat een toevoeging van 0.03% "Acid Magenta" een enorme veroetering geeft.

Als verklaring voor dit verschijnsel geeft Whetstone, dat in tegenwoordigheid van bepaalde kleurstoffen deze zouten kristalliseren in een zeer breekbare of zachte vorm, waardoor de sterkte van de genoemde bruggen onvoldoende is om een hard agglomeraat te geven.

De kleurstoffen, waarvan een dergelijk groot effect op het bakken van zuur- stof houdende zouten gevonden is, hebben alle de eigenschap, dat zij bij het kristalliseren van die zouten uit een oplossing tot een afwijkende kristalhabitus aanleiding kunnen geven. Omgekeerd echter zijn niet alle kleurstoffen, die bij kristallisatie de kristalhabitus kunnen wijzigen, in staat een grote vermindering van het bakken te geven.

Op keukenzout was deze methode om het bakken tegen te gaan niet toepasbaar, omdat er geen kleurstof bekend was, die bij kristallisatie de habitus van NaCl-kristallen modificeert. (C. Frondel, Amer. Mineral. 25 (1940) pag. 91 en 338). Daarentegen is van een groot aantal andere stoffen

bekend, dat zij wel deze eigenschap hebben; van een invloed op het bakken was echter niets geconstateerd.

Tenslotte moge vermeld worden, dat men zout in de vorm van sterk vertakte dendrieten gemaakt heeft. Zulk zout wordt verkregen door aan de pekel een stof toe te voegen, die in staat is het natriumchloride in de vorm van drie-dimensionale dendrieten te doen kristalliseren en de vloeistof in zo zwakke beweging te houden, dat de zich vormende kristallen in tact blijven.

Als stoffen, die de genoemde werking uitoefenen zijn genoemd ; stoffen met octaedrisch-gecooüdineerde complexe ionen (bijv. geel en rood bloedloogzout), in water oplosbare zouten van mono- of polycarbonzuren met niet meer dan 20 koolstofatomen (bijv. zépen) en stoffen, die zeer oplosbaar zijn in water tot oplossingen van 35 tot 80 %, waarin keukenzout over het algemeen slechts tot 1 à 2% oplosbaar is en die zeer viskeuz zijn (Nederlands octrooi 71.768). Deze dendrietische vorm is gemaakt om het zout een laag; stortgewicht (ten hoogste 0.7 g/cm3) te geven.

Daarbij is vermeld, dat aldus ge- kristalliseerd zout bij staan aan de lucht niet samenbakt, zoals kubusvormige zoutkristallen, Zou de pekel bij deze zoutbereiding in krachtiger beweging komen, dan zouden de dendrieten breken en zou het stortgewicht hoger worden. Van zulk zout is niet bekende dat het minder zou bakken dan normaal zout.

Wat de beïvloedling van de kristalhabitus bij kristallisatie' uit oplossingen betreft, hiervoor bestaan verschillende mechanismen, hetgeen blijkt, uit een verschil in de minimumconcentratie waarin verschillende stoffen onder vergelijkbare somstandigheden werkzaam zijn. Dit blijkt ook uit genoemd Nederlands octrooi; voor de genoemde modificeermiddelen worden, voor de verschillende groepen, ter toevoeging aan de pekel, de volgende hoeveelheden opgegeven : 0. 00005 - 0. 0005 %, 0. 005 - 0.02 % (zouten van monocarbonzuren) en 0.5 - 2% (Zouten van dicarbonzuren), 20-60%.

Er is nu gevonden, dat men de neiging tot samenbakken van natriumchloride aanzienlijk kan verminderen door aan het vaste zout specifieke modificeermiddelen voor de normale kristalhabitus bij kristallisatie van natriumchloride uit waterige oplossingen toe te voegen in hoeveelheden van minder dan 0.05 % en bij voorkeur van 0. 02 tot 0.00002 %, alle percentages op het zout betrokken.

Onder de specificieke modificeermiddelen worden hier-alleen zulke verstaan, die reeds in zeer geringe concentraties de bedoelde wijziging van de normale kristalhabitus kunnen geven ; vermoedelijk berust hun werking op een adsorptie aan bepaalde kristalvlakken tengevolge van epitaxe, waardoor de groéi van deze vlakken geremd wordt. Voorbeelden van zulke specifieke modificeermiddelen zijn : cadmiumchloride, chroomchloride, oplosbare ferroen ferricyaniden, ureum. Ook zinkchloride, mangaan chloride en mercurichlo- ride vallen onder het genoemde begrip, hoewel ze in geringere mate werkzaam zijn dan de onmiddelijk hiervoor genoemde stoffen.

Het bleek n.l. bij onderzoek, dat de specifieke modificeermiddelen zich bij toevoeging aan vast NaCl ten opzichte van het bakken verrassend gedragen . In hoeveelheden'van ca 0. 05 tot 0.1%, waarin andere oplosbare anti-Dakmiddelen werkzaam zijn, leverden zij een onbevredigend resultaat : de verbetering ten opzichte van onbehandeld zout was gering en minder dan met een bekend antibakmiddel; in enkels gevallen werd zelfs een vergroting van de balmeiging vastgesteld. Ook in de hoeveelheid van 0.03%, die aanbevolen wordt bij behandeling van ammoniumnitraat met de hiervoor genoemde kleurstof was het effect van de specifieke modificeermiddelen op keukenzout, wanneer zeer regelmatig daarop verdeeld, slechts matig.

Bij verder onderzoek werd nu gevonden, dat er voor de werking van de specifieke modificeermiddelen een optimum gehalte bestaat, dat ver beneden het gehalte ligt waarin de bekende oplosbare anti-bakmiddelen bij toevoeging aan reeds afgescheiden zout in de regel worden gebruikt. Hun werking echter steekt dan ver uit boven die van bekende anti-bakmiddelen.

Deze optimale gehalten liggen voor de bestudeerde middelen, toegevoegd aan keukenzout met een korrelgrootte van ca 0.4 mm, meestal tussen 0. 0001 en 0.002%; bij 0.01% is de werking reeds aanmerkelijk zwakker en boven 0.05% werd geen verbetering in vergelijking met de bekende middelen gevonden.

Wel is met nog geringer hoeveelheden, bijv. 0.00002% een duidelijk effect merkbaar, dat voldoende kan zijn wannen de omstandigheden tijdens de op- slag gunstig' of de cisen minder hoog zijn. Uitdrukkelijk wordt hier echter vastgesteld, dat de genoemde gehalten gelden wanneer de toegevoegde stof zorgvuldig over het zout wordt verdeeld; bij gebrekkige verdeling zullenvoo- ral de lage gehalten minder gunstig worden en zal men zijn toevlucht moeten nemen tot toevoegingen van 0. 01 tot 0.05%.

Daar het bakken samenhangt met de grootte van het oppervlak per gewichtseenheid, is het duidelijk, dat het toe te passen gehalte afhangt van de korrelgrootte van het zout, of, anders gezegd, dat de hoeveelheid te gebruiken modificeermiddel beter uitgedrukt zou kunnen worden in grammen per m2 zoutoppervlak, of wel in de dikte in moleculen van de laag van dit middel, indien het gelijkmatig over het zoutoppervlak verdeeld zou zijn.

Bij berekening van deze dikte blijkt, dat soms reeds toevoeging van een hoeveelheid, die onvoldoende is om een monomoleculaire laag op het zout te kunnen geven, een effect heeft, dat dicht bij het maximaal bereikbare ligt.

In verschillende gevallen gaf omrekening van de toegevoegde hoeveelheid specifiek modificeermiddel bij de maximale vermindering van de bakneiging laagdikten tussen 0.3 en 2 moleculen. Bedenkt men, dat de verdeling over het zoutoppervlak uiteraard zeer onvolkomen is, dan blijkt hieruit, dat slechts een deel van dit oppervlak bedekt behoeft te zijn.

De gehalten, welke in het bovenstaande genoemd zijn, gelden voor zout met een lorrelgrootte van gemiddeld 0.4 mm; voor fijner of grover zout zijn zij evenredig te vergroten of verkleinen voor het bereiken van een gelijksoortig effect.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding is het dus gewenst voor een goede verdeling van het specifieke modificeermiddel op het zout te zorgen. Met voordeel wordt dan ook het middel in opgeloste toestand toegevoegd.

Bij voorkeur verstuift men een betrekkelijk verdunde oplossing van het middel op het zout. Vervolgens wordt het zout intensief gemengd.

Een geschikte behandelwijze, waarbij een voortreffelijke verdeling wordt bereikt, is ook de toevoeging van het te gebruiksn middel aan een suspensie van zout in moederloog ; het zout adsorbeert een groot deel van het middel en kan in een centrifuge of filter worden afgescheiden en vervolgens gedroogd.

De toevoeging kan zowel aan droog als aan nat zout plaats hebben, ongeacht of het daarna al dan niet gedroogd wordt; de uitwerking is onafhankslijk hiervan, mits een goede verdeling gegarandeerd is.

De keuze in de groep van specifieke modificeermiddelen is groot; om practische redenen is er een aantal, dat men bij voorkeur niet zal gebruiken. Hieronder vallen bijv. de stoffen, die vluchtig zijn en die welke hun werkzaamheid verliezen wanneer zij onder de heersende omstandigheden ontleden. Voor speciale toepassingen zijn ook sommige toevoegsels te vermijden, bijv. chroomchloride in zout, dat voor electrolyse in kwikcellen moet dienen. Tenslotte is er een voorkeur voor stoffen, die gemakkelijk in de handel verkrijgbaar zijn, terwijl ook het bereikbare effect en de benodigde hoeveelheid (waarin de stoffen gradueel verschillen) meespreken bij de keuze.

Uit al deze oogpunten behoren de oplosbare ferro- en ferri-cyanidan. en cadmiumchloride of andere oplosbare cadmiumzouten tot meest geschikte.

Het grootste voordeel van de werkwijze is, dat het effect bij een

juiste dosering veel groter is dan met enig bekend middel. Voor een quan- titatieve beoordeling van de bakneiging bestaan geen universele methoden.

Tussen resultaten van proeven op laboratoiumschaal en het gedrag bij opslag in het groot bestaat vaak geen correlatie. Een numerieke waardering is daarom nog niet mogelijk. Wanneer in het bovenstaande waarderingen werden uitgespróken over bereikte verbeteringen, dan betreffen deze een vergelij- king met het beste aan aanvraagster bekende middel voor het tegengaan van bakken onder practijkomstandigheden, die zorgvuldig gestandaardiseerd zijn.

Andere voordelen zijn, dat de stoffen oplosbaar zijn, zodat het behandelde zout een heldere oplossing geeft en dat, doordat de hoeveelheden zo gering zijn, de verontreiniging van het zout te verwaarlozen en zelfs analytisch uiterst moelijk aan te tonen is.

In het reeds genoemde Nederlandse octrooischrift 71.768 wordt vermeld, dat het volgend de daarin beschreven werkwijze gefabriceerde den- drietische zout niet samenbakt, zoals kubusvormige zoutkristallen. Daar het bakken daarbij uitsluitend in verband is gebracht met de kristalvorm van het product, kon men uit deze uitspraak niet afleiden, dat de specifie- ke modificeermiddelen bij toevoeging aan kubusvormig zout van normaal stort- gewicht, het bakken zouden kunnen verminderen.

Uit de aard der zaak kan de toevoeging van de specifieke modi- ficeermiddelen volgens de uitvinding gecombineerd worden met bekende midde- len, bijv. de toevoeging van magnesiumcarbonaat om tafelzout strooibaar te houden.

Voorbeeld I
Op een stroom van 30 ton keukenzout met een vochtgehalte van 0.08% en een korrelgrootte tussen 0. 2 en 0.8 mm wordt per uur 5 liter van een oplos- sing, die 2% natriumferrocyanide be@at, door perslucht uiterst fijn versto- ven. Hetzout passeert vervolgens een mengschroef, waarin een intensieve menging plaats heeft.

Bij opslag in een silo olijft dit zout volkomen los en veroor- zaakt hoegenaamd geen transportmoeilijkheden, in scherpe tegenstelling tot onbehandeld zout, wanneer dit met hetzelfde vochtgehalte en dezelfde tempe- ratuur in de silo aankomt.

Bij verpakking in zakken en opslag onder ongunstige omstandighe- den (sterke wisselingen in vochtigheid van de lucht en temperatuur) vertoont het behandelde zout geen binding wanneer zout, dat met de optimale hoeveel- heid van één der beste bekende antibakmiddelen is behandeld, verandert in een klomp, die met de hand niet fijngemaakt kan worden.

Voorbeeld II.

Van een zeefinstallatie, afkomstig keukenzout met een korrelgroot- te tussen 0. 30 en 0,45 mm, valt in een stroom van 6 ton per uur van een hoogte van 1 meter. Op deze stroom wordt per uur 1 1/2 liter van een oplos- sing, die 5% cadmiumnitraat bevat, verstoven; het zout wordt goed gemengd in een mengschroef, die het geliiktijdig transporteert naar een opslag- of verpakkingsruimte. Het vertoont dezelfde kwaliteiten als de in voorbeeld I genoemde.

Voorbeeld III.

Uit een indampinstallatiie komt per uur een mengsel van 40 ton vast keukenzout en 30 m moederloog. An deze brij wordt per uur 200 g rood bloedloogzout toegevoegd; de leiding, waar de suspensie door loopt, is zo- danig geconstrueerd, dat een goede menging plaats vindt. Vervolgens wordt liet zout in een centrifuge var dc- moederloog gescheiden. Het zout, dat de centrifuge verlaat en nog 2 1/2% moederloog bevat, wordt gedroogd. Het vertoont dezelfde kwaliteiten als de in voorbeeld I genoemde.

Claims

COHCLUSIES. l. Werkwijze voor het verminderen van de neiging tot samenbakken van natriumchloride door toevoeging van vreemde stoffen aan het vaste zout, d-a a r d o o r gekenmerkt, dat men aan het vaste zout specifieke modificeermiddelen voor de normale kristalhabitus bij kristallisatie van natriumchloride uit waterige oplossingen toevoegt in hoeveelheden, op het zout betrokken, van minder dan 0.05% en bij voorkeur van 0.02 tot 0.00002%.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, d a a r d o o r g e k e n m e r k t , dat men aan vast natriumchloride oplosbare ferro- of ferricya- niden toevoegt.

3. Werkwijze volgens conclusie l, d a a r d o o r g e k e n merkt, dat men aan vast natriumchloride oplosbare cadmiumzouten toevoegt.

4. Werkwijze volgens conclusie 1-3, daardoor ge k e n m e r k t ,dat men het specifieke rnodificeermiddel in opgeloste toestand toevoegt.

5. Werkwijze volgens conclusie 1-4, d a a r d o o r g e k e n m e r k t, dat men een betrekkelijk verdunde oplossing van het specifieke modificeermiddel op het zout verstuift.

6. Werkwijze volgens conclusie 1-3, d a a r d o o r g e k e n merkt, dat de stoffen worden toegevoegd aan een zoutsuspensie en dat vervolgens liet zout van de moederloog wordt gescheiden.

'7. Natriumchloride van nqrmaal stortgewicht, dat een of meer der in conclusie 1 genoemde stoffen in de daar genoemde hoeveelheden oevat.