CS208487B2 - Způsob výroby čistého metaboritanu sodného - Google Patents

Description

(54) Způsob výroby čistého metaboritanu sodného

Vynález se týká způsobu výroby čistého metaboritanu sodného ze surového boritanu sodné ho, při němž se surový boritan sodný rozkládá hydroxidem sodným a z jeho vodné suspenze, obsahující metaboritan sodný a odpadní látky, se nucenou sedimentací podle vynálezu získé roztok čistého metaboritanu sodného.

Metaboritan sodný vzorce NaBOg je výhodnou výchozí surovinou pro přípravu perboritanu sodného, kterého se ve velké míře používá v průmyslu detergentů.

Je znám průmyslový způsob výroby čistého metaboritanu sodného, při němž se surový boritan sodný (NagB^Oy.éHgO) nejprve přemění rozkladnou reakcí s roztokem hydroxidu sodného a další vodou v metaboritan sodný.

Výsledné vodná suspenze obsahuje odpadní létky a rozpuštěný metaboritan sodný. Odpadní látky se oddělí od roztoku metaboritanu sodného odfiltrováním.

Z celého výrobního postupu je právě filtrace nejproblematičtější. Je příčinou vysokých nákladů na zařízení. Surový boritan sodný nesmí obsahovat více než 2 % odpadních látek a kromě toho musí být tyto odpadní látky jemně dispergovány; v opačném případě je filtrace vzhledem k častému zanášení filtru jak z technologického, tak z ekonomického hlediska nevýhodná. Pro výhodný průběh filtrace je nutná vysoké filtrační teplota kolem 90. °C.

Nyní bylo překvapivě zjištěno, že je možno surový boritan alkalického kovu, zejména boritan sodný, přeměnit v čistý metaboritan sodný technologicky výhodným způsobem.

Výše uvedené nedostatky nemá způsob výroby čistého metaboritanu sodného zc surového boritanu sodného podle vynálezu, při němž se získá suspenze obsahující odpadní látky a rozpuštěný metaboritan sodný, jehož podstata spočívá v tom, že se za míchání při tejílotě v rozmezí 40 až 80 °C přidé k uvedené suspenzi 0,05 až 0,5% vodný roztok vločkovacího činidla, vzniklé směs se ponechá usadit, načež se usazenina popřípadě až třikrát promyje promývací kapalinou a čirý roztok metaboritanu sodného nad usazeninou se odvede.

Jako vločkovacího činidla se s výhodou použije polyakrylamidů s molekulovou hmotností v rozmezí 5.10⁵ až 15.1 O⁵.

Jako promývací kapaliny se s výhodou použije vody nebo svařeného matečného louhu, přivedeného zpět z následné krystalizace perbořítanu sodného.

Výhodou způsobu podle vynálezu je, že je možné ho provádět při značně nižších pořizovacích nákladech na zařízení ve srovnání s náklady dosavadních postupů. Navíc je oproti známému stavu techniky energeticky výhodnější, nebol se provádí při nižších teplotách a je možná použít surového boritanu sodného, obsahujícího až 15 % odpadních látek, které mohou mít i hrubě disperzní charakter. Výtěžek metaboritanu je prakticky kvantitativní.

Na připojených výkresech obrázek 1 představuje blokové schéma způsobu podle vynálezu a obrázek 2 představuje graf závislosti výšky usazeniny (h) na době usazování (t) pro teploty 50 a 80 °C.

Použije-li se jako výchozí suroviny surového boritanu sodného, rozkládá se v metáboritan sodný známými postupy.

Rozklad probíhá podle tohoto reakčního schématu:

nebo

Na₂B₄O₇.10H₂O+2NaOH

NSgB^Oy.0+2Na0H

4NaBO₂+11H₂O

4NaBO₂+5H₂O

Z výkresu 1 je zřejmé, že se rozklad provédí v reaktoru i, opatřeném míchadlem. Potrubím 2 se přivádí do reaktoru J. roztok hydroxidu sodného. Tak zvaná promývací voda se přivádí ze zásobníku J. Jako promývací vody je možné použít vody, nebo svařeného matečného louhu, vraceného zpět z následné krystalizace perboritanu sodného, nebo kapaliny, zbývající po promytí usazeného odpadu, jak je v delším popsáno.

Surový boritan sodný se přivádí dopravníkem 1· Množství reakčních složek odpovídá stechiometrickámu poměru a stanoví se tak, eby se získal metaboritan sodný v koncentraci od 80 do 300 g Na302 v 1 litru roztoku.

Reakční teplota mé být v rozmezí 40 až 80 °C. Průběh rozkladu je velmi rychlý. Po skončení reakce louhu sodného s boritanea sodným obsahuje vodné suspenze odpadní látky a rozpuštěný metaboritan sodný.

Tato suspenze se podrobí nucená sedimentaci podle vynálezu tim, že se přívodním potrubím 5 přivádí vhodné vločkovecí činidlo. Vločkovacl činidlo je v podobě 0,05 až 0,5% vodného roztoku.

Jako flokulačních činidel se používá syntetických organických polymerů, působících jako polyelektrolyty. Při způsobu podle vynálezu se používá polyakrylamidů o molekulové hmotnosti v rozmezí 5.10⁶ až 15.10⁶. Pokud jde o jejich iontový charakter, jsou mírně aniontově aktivní.

Množství flokulečního činidla přidaného k suspenzi, které se poneché usadit, závisí na množství odpadních látek ve výchozí surovině. Toto mftežství je možno snadno určit.

Roztok vločkovaciho činidla se přidévá za míchání. Po důkladném promíchání se chod míchadla zastaví a vyčká se, dokud se vzniklé vjcčky neusadí. Doha čekání závisí na velikosti a tvaru reaktoru a činí například ’5 až .cinut. Mezi usazeninou a čirým roztokem je ostré rozhraní a proto lze čirý roztok metaboritanu NaBOg odčerpávat čerpadlem 6 přes odvodní potrubí 2 4o dalšího technologického stupně.

Zde se metaboritan sodný přidáním roztoku peroxidu vodíku H₂O₂ a ochlazením přemění v krystaly perboritanu sodného; po odstředění těchto krystalů je matečný louh možno vracet a použít při výěe pop®. .* rozkladu nebo při promývání usazeniny, jak je uvedeno bezpro středně výěe.

Zbývající usazenina obsahuje jeětě tolik strženého metaboritanu sodného, že její vypuštění do odpadu by nebylo hospodárné; proto se promývá. Bylo zjištěno, že vyhovuje až trojnásobné promytí.

Usazenina se promývá vodou nebo svařeným matečným louhem ze sekundárního zásobníku £, Tento matečný louh se odváší ž výše uvedená krystalizace perboritanu sodného a shromažďuje se v sekundárním zásobníku 8. Promývání se provádí tak, že se óí reaktoru i pokaždé přidá takové množství promývací kapaliny, které odpovídá jedné třetině (v případě trojnásobného promývání) množství promývací vody, potřebného k výše uvedenému rozkladu (kteréžto voda se přivádí ze zásobníku £ pro účely rozkladné reakce), získaná směs se důkladně promíchá, načež se přidá vločkovací činidlo a směs se ponechá usadit.

čerpadlem 6 se pak čirý roztok nad usazeninou čerpá do zásobníku J. Po posledním promytí se zbývající usazenina čerpá sekundárním čerpadlem 2 6° zařízení £0 pro zahuštění kalu.

Obdobného postupu se používá v případě, kdy se získá vodná suspenze metaboritanu sodného a odpadních látek po zpracování některého jiného surového boritanu alkalického kovu.

Vynález je blíže objasněn dále uvedenými příklady.

Příklad 1

Bo válcové nádoby o obejmu 20 1, opatřené míchadlem a dvojitým pláštěm, se při teplotě 60 °C vnese 15 litrů promývací vody (získané z následného stupně promývání usazených odpadních látek), obsahující v 1 litru 26 g kysličníku sodného a 30,6 g kysličníku boritého, dále 1 630 ml 45,17% roztoku hydroxidu sodného a 5 940 g tetraboritanu sodného Na₂B₄O₇. 10H₂O, obsahujícího 31,8 % B,O₃, 15,3 % Na₂O, 7,4 % odpadních látek.

Metaboritan sodný NaB0₂, získaný rozkladem, má koncentraci 225 g/1 roztoku. K suspenzi, které obsahuje rozpuštěný metaboritan sodný NaBOg a odpadní látky, se za míchání přidá 200 ml 0,1% vodného roztoku flokulačního činidla.

Po důkladném promíchání se chod míchadla zastaví a odpadní látky se ponechají usazovat po dobu 15 minut. Objem dekantovaného čirého roztoku metaboritanu sodného činí 17,2 ml.

Ke zbytku se přidá 5 litrů svařeného matečného louhu, získaného v následném stupni krystalizace perboritanu sodného a obsahujícího v jednom litru '7,9 g Na₂0 a 9,8 g BgO^; vzniklá směs se důkladně promíchá, znovu se přidá 100 ml výše uvedeného roztoku vločkovaciho činidla a směs se ponechá 15 minut usadit.

Bekantuje se 5,1 litru matečného roztoku, obsahujícího v 1 litru 45 g Na₂0 a 51 g B₂Oj. Promývání se opakuje ještě dvakrát, takže odváděné odpadní látky obsahuji pouze 3,7 g

--igO a 4,6 g ^Β2θ3’ °°® mámené, že výtěžek metaboritanu sodného je kvantitativní.

Příklad 2

Postupem, obdobným postupu popsanému v příkladu 1, se » tetraboritanu sodného (30,9 g BgOy 14,8 % ^Na2° a 7,2 % nerozpustných odpadních látek) rozkladem hydroxidem sodným získá metaboritan sodný v koncentraci 227 g v 1 litru roztoku.

Získaná suspenze, které obsahuje odpadní látky a rozpuštěný metaboriten sodný NeBOg, se vnese do válcové nádoby o objemu 500 ml až ke značce 400 ml. Nádoba se pak přenese do lázně, jejíž teplota se udržuje na a) 50 °C a b) 80 °C.

Do válcové nádoby se vloží míchadlo, které se udržuje v chodu, dokud obsah nádoby se neohřeje ná teplotu lázně. Pak se přidá vodný roztok (5 mg/1) vločkovacího činidla.

Obsah nádoby se pak míchá 1 minutu, načež se chod míchadla zastaví. V obou případech je usazování prakticky skončeno po 15, minutách. Na přiloženém grafu (obr. 2) je výěka usazeniny vynesena v závislosti na době usazování. Vzhledem k rotační rychlosti jakožto následku mícháni se s měřením začíná teprve u značky 350 ml na válcové nádobě a výěky válcové nádoby 180 mm. Při době usazování v rozmezí od 15 do 40 minut nebyl pozorován žádný výrazný rozdíl ve výšce usazeniny. Z grafu je zřejmé, že při použití výže uvedeného vločkovacího činidla není výrazného rozdílu mezi rychlostmi usazování, al toto probíhalo při teplotě 50 nebo 80 °C.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob výroby čistého metaboritenu sodného ze surového boritanu alkalického kovu, při němž se získá vodná suspenze obsahující odpadové látky a rozpuštěný metaboritan sodný, vyznačující se tím, že se za míchání při teplotě v rozmezí 40 až 80 °C k uvedené suspenzi přidá 0,05 až 0,5% vodný roztok vločkovacího činidle, vzniklá směs se ponechá usadit, načež se usazenina popřípadě až třikrát promyje promývací kapalinou a čirý roztok metaboritanu sodného nad usazeninou se odvede.
2. 2. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tim, že se jeko vločkovacího činidla použije polyakrylamidů s molekulovou hmotností v rozmezí 5-10® až 15.10®.
3. 3. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že se jako promývací kapaliny použije vody nebo svařeného matečného louhu, přivedeného zpět z následné krystalizace perboritanu sodného.