CH139797A - Verfahren zur Herstellung eines Perborates. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung eines     Perborates.       Die Erfindung bezieht sich auf die Her  stellung von     Natriumperborat    aus Borax.  



  Es ist bekannt,     dass    man     Natriumperborat     
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    Na2B407. <SEP> 10H20 <SEP> <B>+</B> <SEP> 4Na202 <SEP> <B>+ <SEP> 3C02 <SEP> + <SEP> 6H20 <SEP> ></B> <SEP> 4[NaB03.4H20]+SNa2C09       herstellen kann. Dieses Verfahren hat den  Nachteil,     dass    erhebliche Mengen<B>(6</B> Hol)  von Natrium in verhältnismässig wertloses       Natriumearbonat    übergeführt werden, während  
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    Na2B407. <SEP> 10H20 <SEP> <B>+</B> <SEP> 2NaOH <SEP> <B>-></B> <SEP> 2Na2B2044H20 <SEP> <B>+</B> <SEP> 3H20
<tb>  2Na2B20 & . <SEP> 4H20 <SEP> <B>+</B> <SEP> 4H202-4H20 <SEP> <B>></B> <SEP> 4NaB0s.4H20       herzustellen, welches Verfahren den Nachteil  der Verwendung verhältnismässig teurer Oxy  dationsmittel bietet.  



  Nach vorliegender Erfindung gelingt die  Herstellung von     Perborat,    wie Versuche er  gaben, bei praktisch vollständigen Sauerstoff  ausbeuten und nur sehr geringen     Boraxver-          lusten    unter Erzielung sehr reiner Produkte    aus Borax,     Natriumsuperoxyd    und Kohlen  säure im Sinne der folgenden Gleichung    gleichzeitig Verluste an wertvollem Borax  entstehen.  



  Es ist weiterhin bekannt,     Natriumperborat     aus Borax,     Natriumhydroxyd    und Wasser  stoffsuperoxyd im Sinne der Gleichung    dadurch,     dass    zur Oxydation des Borax     Na-          triumsuperoxyd    und Wasserstoffsuperoxyd an  gewendet werden, und zwar derart,     dass    der  angewendete Borax zunächst mit Hilfe von       Natriumsuperoxyd    einer teilweisen Oxydation  unterworfen wird, -wobei gleichzeitig das für  die     Perboratbildung    erforderliche Natrium in  den     Prozess    eingeführt wird,

   darauf die wei-           tere    Oxydation mit Hilfe von Wasserstoff  superoxyd erfolgt.  
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    Na2B407 <SEP> <B>- <SEP> 10</B> <SEP> H20 <SEP> <B>+</B> <SEP> Na202 <SEP> <B>+ <SEP> 3</B> <SEP> H202 <SEP> <B>1- <SEP> 3</B> <SEP> H20 <SEP> <B>-#-</B> <SEP> 4 <SEP> (NaB0,9 <SEP> <B>.</B> <SEP> 4 <SEP> H20)       unter Bedingungen durchzuführen, bei wel  chen die Bildung störender, die Lauge und  das gebildete     Perborat    verunreinigender Ne  benprodukte vermieden wird, was wieder den  Vorteil bietet,     dass    die Mutterlauge immer  
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    A. <SEP> Na#.B407 <SEP> <B>.</B> <SEP> 10H20 <SEP> <B>-]-</B> <SEP> Na90-. <SEP> <B>-#-</B> <SEP> 3/2(Na2B20,i.4H20) <SEP> <B>+</B> <SEP> NaB03.41L0
<tb>  B <SEP> <B>.

   <SEP> 3./2</B> <SEP> (Na2B204 <SEP> .4H20) <SEP> <B>+ <SEP> 3H202 <SEP> + <SEP> 3H20 <SEP> ></B> <SEP> B(NaB03.4H20).            ln    Ausübung der Erfindung verfährt man  zum Beispiel derart,     dass    man zunächst     Na-          triumsuperoxyd    bei mässiger Temperatur auf  die     Boraxlösung    einwirken     lässt,    vorzugsweise  derart,     dass    auf<B>1</B>     Mol    Borax etwa<B>1</B>     Mol          Natriumsuperoxyd    zur Anwendung gelangt.

    Hierauf wird Wasserstoffsuperoxyd (und zwar  vorzugsweise<B>3</B>     Mol)    zugegeben und nach  Vollendung der     Perboratbildung    das erzeugte       Perborat    durch Abkühlen zur Kristallisation  gebracht, worauf die Mutterlauge zum An  satz einer neuen     Boraxlösung    Verwendung  finden kann. Bei dieser Arbeitsweise erhält  man das     Perborat    in Form von gut ausge  bildeten, nicht zusammengebackenen Kristal  len, welche frei sind von Verunreinigungen,  wie     Metaborat,        Natriumearbonat,    Kochsalz  und dergleichen.

   Bei Durchführung des Pro  zesses unter Bedingungen, bei welchen die  Mutterlauge ohne irgendwelche Reinigung zu  <B>10</B>     aufeinanderfolgenden    Ansätzen benutzt  wurde, wurden ausgezeichnete Sauerstoffaus  beuten (im Durchschnitt<B>95-96</B>     '/o)    und eine  praktisch<B>100</B>     0/'oige        Boraxumsetzung    erzielt,  welcher Erfolg sich dadurch erklärt,     dass    die  in Lösung bleibenden Anteile von Borax oder  daraus gebildeten Produkten, wie     Metaborgt     und     Perborat,    wieder beim nächsten Ansatz  nutzbar gemacht werden.  



  Für den Erfolg des Verfahrens ist auch  die richtige Regelung der Temperatur wesent  lich. Im allgemeinen empfiehlt es sich, in  der ersten Stufe des Verfahrens so zu     arbei.          ten,        dass    die bei Zugabe des     Natriumperoxyds       Hierdurch ist es möglich, den     Prozess    im  Sinne der folgenden Gesamtgleichung    wieder zu frischen Ansätzen Verwendung  finden kann, also im Kreislauf nutzbar ge  macht werden kann.  



  Der Reaktionsverlauf nach der obigen  Gesamtgleichung erfolgt dabei vermutlich in  den folgenden Stufen:    steigende Temperatur bis zur Umsetzung des  Borax in     Metaborat    zwischen etwa 12 und  20<B>" C,</B> vorzugsweise bei etwa<B>15 0 Q</B>     ge-          ]halten    wird. Ein Übersteigen von 20     11   <B>C</B>  bedingt Sauerstoffverluste, während das Ar  beiten bei zu niedrigen, z. B. erheblich unter  <B>15 " 0</B> liegenden Temperaturen der Umsetzung  des Boraxes zu     Metaborat    entgegenwirkt.  Vor der Zugabe des Wasserstoffsuperoxyds  wird die Lösung zweckmässig auf Tempera  turen von<B>8-12 0</B>     C    eingestellt und die zweite  Stufe des Verfahrens, z.

   B. bei mittleren  Temperaturen von zum Beispiel<B>10 ' 0</B> durch  geführt. Hält man die Temperatur hierbei  erheblich unter<B>100</B>     C,    so wird die Reaktion  zunächst verzögert. Kommt sie aber in Gang,  so verläuft sie unter Schäumen und Sauer  stoffverlusten     züi    schnell. Arbeitet man     ill'     der zweiten Stufe bei Temperaturen, welche  erheblich oberhalb<B>10 0</B>     C    liegen, so werden  weniger schöne     Perboratkristalle    erhalten.    <I>Beispiel:</I>  646<B>kg</B> Borax werden mit<B>1800 kg</B> Wasser  bei Temperaturen unterhalb<B>15 0</B>     C    unter  Umrühren gemischt.

   Hierzu werden     133   <B>kg</B>       Natriumsuperoxyd    innerhalb<B>10</B> Minuten unter  Fortführung des     Rührvorganges    zugegeben.  Man     lässt    die Temperatur der Lösung auf  etwa<B>15 0 C</B> steigen und hält sie alsdann  etwa<B>30</B> Minuten zwischen<B>10</B> und<B>15<I>0 C.</I></B>  Während dieser Zeit findet Umsetzung des  Boraxes in     Metaborat    und teilweise Oxyda  tion zu     Perborat    statt.

   In die     Metaboratlauge              #verden    bei einer Temperatur von etwa<B>10</B>     10     <B>630 kg</B> Wasserstoffsuperoxyd<B>(27,6</B>     O/o)    ein  gebracht, zweckmässig derart,     dass    man die  Gesamtmenge innerhalb<B>90</B> Minuten allmäh  lich zufliessen     lässt.    Hierbei hält man die  Temperatur durch Kühlung auf etwa<B>10 0 C.</B>  Hierauf wird eine Stunde lang gerührt, wo  bei man die Lauge zwecks möglichst voll  ständiger Kristallisation des     Perborats    bis  auf<B>0 0 0</B> abkühlt.

   Die Kristalle, welche zum  Beispiel durch Zentrifugieren von der Lauge  getrennt werden können, sind so rein,     dass     sie ohne     Waschprozess    weiter verarbeitet  werden können. Durch Trocknen bei mässigen  Temperaturen, z. B. bei 36-40<B>0 Q</B> erhält  man das     Perborat    in Form von nicht zu  sammengebackenen, nicht hygroskopischer  Kristalle. Die Mutterlauge, welche nach<B>Ab-</B>  trennung der Kristalle Temperaturen von  zum Beispiel<B>0-5 0 C</B> aufweist, wird für  einen neuen Ansatz einer     Boraxlösung    ver  wendet.

   Nach<B>10</B> Ansätzen unter Bewegung  der Lauge im Kreislauf war dieselbe immer  noch so rein,     dass    das gebildete     Perborat     nicht verunreinigt wurde.<B>10</B> Ansätze, bei  welchen insgesamt 6460<B>kg</B> Borax,<B>10330 kg</B>       Natriumperoxyd    und<B>6295 kg</B> Wasserstoff  superoxyd angewendet wurden, ergaben  <B>10381 kg</B> trockenes     Perborat    mit einem  durchschnittlichen     Sauerstoffgehaltvon   <B>9,91</B>     Ollo     entsprechend einer Sauerstoffausbeute von       95,

  2        %        und        einer        Ausbeute        von        99,7        %        der     Theorie des angewendeten Borax.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Natrium- perborat aus Borax, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lösung von Borax zunächst zwecks Umsetzung zu Metaborat und teilweiserüber- führung in Perborat mit Natriumsuperoxyd behandelt wird und hierauf Wasserstoffsuper oxyd in den zur Perboratbildung erforder lichen Mengen zugefügt wird.

   UNTERANSPRVCHE: <B>1.</B> Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe von Na- triumsuperoxyd und Wasserstoffsuperoxyd in solchen Mengen erfolgt, dass die Bil dung unerwünschter Nebenprodukte mög lichst verhindert wird. 2. Verfahren nach Unteranspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass auf<B>1</B> Mol Borax etwa<B>1</B> Mol Natriumsuperoxyd und hierauf etwa<B>3</B> Mole Wasserstoffsuperoxyd in den Prozess eingeführt werden.

   <B>3.</B> Verfahren nach Unteransprueh 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung des Boraxes mit Natriumsuperoxyd bei Tem peraturen, welche das Intervall von 12 bis 20<B>0</B> nicht wesentlich unter- oder über steigen, erfolgt. 4. Verfahren nach Unteransprucli <B>3,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Oxydation mit Wasserstoffsuperoxyd bei Temperaturen, welche das Intervall von<B>8-12</B> 11 nicht wesentlich unter- oder übersteigen, erfolgt.

   <B>5.</B> Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutterlaugen im Kreislauf nutzbar gemacht werden, derart, dass die von auskristallisiertem Perborat befreiten Laugen zum Ansatz neuer Borax- lösungen Verwendung finden.