DE1240833B - Verfahren zur Herstellung eines hochporoesen, leichten und rieselfaehigen Natriumperborats - Google Patents

Description

DEUTSCHES wtTWWt PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutschem.: 12 i-15/12

Nummer: 1240 833

Aktenzeichen: K 49477IV a/12 i

1 240 833 Anmeldetag: 13.April 1963

Auslegetag: 24. Mai 1967

Bekanntlich findet Perborat für die Herstellung von Waschmitteln sehr starke Verwendung. Um bei diesem Einsatz ein Entmischen zu verhindern, muß die Struktur des Perborats möglichst weitgehend der der übrigen Waschmittelbestandteile angepaßt werden. Das Schüttgewicht der heute auf dem Markt befindlichen Waschmittel schwankt zwischen 0,25 und 0,35 kg/1, während ihre Korngröße im Bereich unter 1 mm ziemlich gleichmäßig verteilt ist. Demgegenüber fällt das Natriumperborat normalerweise mit einem Schüttgewicht von etwa 0,7 kg/1 und mit einem Kornbereich unter 0,6 mm an. Zwecks besserer Verarbeitung soll das Perborat außerdem frei fließend und abriebfest sein.

Es hat nicht an Verfahren zur Erniedrigung des Schüttgewichtes gefehlt, doch eignen sich die meisten Verfahren nicht, weil bei ihrer Durchführung feinkristalline oder staubförmige Produkte entstehen, so daß die Rieselfähigkeit in Frage gestellt ist.

Um diesen Nachteil auszuschalten, erhitzt man Perborat unter Druck und bildet Preßlinge oder erhitzt es ohne Anwendung von Druck oder untermischt es mit geschmolzenem Perborat. Auch durch Verkitten mehrerer Teilchen (Granulieren) erreicht man eine Vergrößerung des Korndurchmessers bis zu 1,5 mm unter Beseitigung der Staubanteile und gleichzeitig eine Auflockerung des Produktes mit Schüttgewichten von 0,4 bis 0,5 kg/1.

Mit diesen Verfahren haben sich zwar die Korneigenschaften von Perborat und Waschpulver schon weitgehend genähert, doch haben sie noch alle den Nachteil, daß das üblich anfallende Perborat durch weitere Arbeitsgänge in die gewünschte Struktur umgewandelt werden muß. Auch dieser Nachteil ist bereits durch ein bekanntgewordenes Verfahren behoben, indem man das Perborat in Gegenwart eines Stabilisators in Form poröser Kügelchen aus einer stark übersättigten Lösung auskristallisieren läßt, wobei die Ubersättigung den 4- bis 12fachen Wert der normalen Sättigung haben soll. Der abgenutschte Kristallkuchen enthält 30 bis 50% Mutterlauge. Nach dem Trocknen beträgt das Schüttgewicht 0,3 bis 0,5 kg/1, und 50 bis 70 % der Gesamtmenge zeigen die gewünschte Korngröße zwischen 0,25 und 0,75 mm, während der Rest hauptsächlich als Unterkorn neben wenig Überkorn vorliegt.

Trotz dieses Fortschrittes darf nicht verkannt werden, daß das Arbeiten mit übersättigten Lösungen recht schwierig ist, weil sich die Übersättigung häufig zur unrechten Zeit auslöst und dann Produkte anfallen, die nicht dem Wunsch entsprechen. Aus diesem Grund müssen auch bei dieser Arbeitsweise eine Verfahren zur Herstellung eines hochporösen,
leichten und rieselfähigen Natriumperborats

Anmelder:

Kali-Chemie Aktiengesellschaft,
Hannover, Hans-Böckler-Allee 20

Als Erfinder benannt:

Dr. Ludwig Pellens,

Dr. Helmut Honig, Bad Hönningen;

Rudolf Siegel, Niederbieber

bestimmte Rührgeschwindigkeit und Temperaturen, Eintrag-und Abkühlzeiten genau eingehalten werden.

Es wurde nun gefunden, daß man in einfacher Weise ohne Gegenwart eines Stabilisators hochporöses und rieselfähiges Natriumperborat mit einem Schüttgewicht zwischen 0,25 und 0,45 kg/1 herstellen kann, indem man unter Rühren bei einer Temperatur zwischen 10 und 15° C zu einer wäßrigen Lösung von Wasserstoffperoxyd eine wäßrige Lösung von Natriummetaborat gegebenenfalls unter gleichzeitiger Zufuhr von weiterer Wasserstoffperoxyd-Lösung unter Aufrechterhaltung eines Überschusses an Wasserstoffperoxyd im Reaktionsmedium bis zum Kristallisationsbeginn zusetzt, dann die Zugabe sowohl von Natriummetaborat als auch von Wasserstoffperoxyd fortsetzt bzw. aufnimmt, wobei das Molverhältnis von Wasserstoffperoxyd zu Natriummetaborat zwischen 1,1 und 1,8, vorzugsweise zwischen 1,3 und 1,6, aufrechtzuerhalten ist, und schließlich bei gewünschter Beendigung der Fällung das im Überschuß vorhandene Wasserstoffperoxyd mit zusätzlichem Natriummetaborat umsetzt und nach Abkühlung auf +1° C das ausgefällte hochporöse Natriumperborat von der Kristallisationslauge abtrennt. Die nach dem erfindungsgemäßenVerfahren anfallenden hochporösen Kügelchen mit 50 bis 70 % anhaftender Mutterlauge haben nach dem Trocknen das angegebene Schüttgewicht und umfassen praktisch vollständig den Kornbereich von 0,25 bis 1,0 mm. Damit entsprechen sie in ihren Korn- und Fließeigenschaften genau den Waschmittelbestandteilen.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorzug der größten Einfachheit. Zur Herstellung der hochporösen Kugeltracht läßt sich die gleiche Kristallisationsanlage benutzen, die auch zur Herstellung der

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Claims (2)

bisher üblichen Kristalltrachten verwendet wird. Man legt in einem Rühr- und Kühlgefäß Wasserstoffperoxyd-Lösung vor, um dann beispielsweise mittels Dosierpumpen weitere Mengen Wasserstoffperoxyd und Metaborat so einzutragen, daß im Rührgefäß ständig Wasserstoffperoxyd im Überschuß ist. Nach Überschreiten der Löslichkeitsgrenze fällt das Perborat in der hochporösen Kugeltracht aus. Ist das Rührwerksgefäß dreiviertel bis vierfünftel gefüllt, stellt man bei Chargenbetrieb die Zufuhr von Wasserstoffperoxyd ab und arbeitet den Wasserstoffperoxyd-Überschuß durch weitere Zugabe von Metaborat aus, kühlt bis auf 1° C ab und nitriert. Zwecks kontinuierlicher Gestaltung der Kristallisation kann man von Zeit zu Zeit kleinere oder größere Portionen aus dem Rührgefäß in ein anderes ablassen und dort ausarbeiten, während die Umsetzung zwischen Wasserstoffperoxyd und Natriummetaborat ununterbrochen weitergeht. Es wurde weiter gefunden, daß die Porosität der Kügelchen von dem Wasserstoffperoxyd-Uberschuß in der Kristallisationslauge abhängt. Mit steigendem Überschuß wird das Schüttgewicht kleiner, wie aus folgenden Zahlen hervorgeht: MolverhältnisH2O2: NaBO2Schüttgewicht1,1 bis 1,20,35 bis 0,45 kg/11,2 bis 1,30,30 bis 0,35 kg/11,3 bis 1,50,25 bis 0,30 kg/1 Die Kügelchen können durch eine Heißluftbehandlung nach dem Trocknen leicht angesintert werden, wodurch ihre Härte und Abriebfestigkeit etwas zunehmen. Für das Verfahren können die üblicherweise zur Herstellung von Natriumperborat aus Wasserstoffperoxyd und Natriummetaborat verwendeten Lösungen benutzt werden. Die Kristallisationslauge wird auf 10 bis 15° C gehalten. Es wurde beobachtet, daß sich der hohe Wassergehalt der hochporösen nutschenfeuchten Kügelchen durch eine kurze Behandlung mit organischen Lösungsmitteln, wie Methyl- oder Äthylalkohol, erheblich senken läßt. Hierzu genügt bereits das Aufspritzen oder -düsen einer verhältnismäßig kleinen Menge Alkohol. Der Anteil von anhaftender Mutterlauge vor der Behandlung mit dem Lösungsmittel betrug 54 und danach 37 %. Beispiel In einem Rührgefäß von 101 Inhalt wird 11 einer 17volumprozentigen Wasserstoffperoxyd - Lösung vorgelegt und auf 10° C abgekühlt. Dann läßt man gleichzeitig eine Wasserstoffperoxyd-Lösung mit 17 Volumprozent Wasserstoffperoxyd einerseits und eine Metaborat-Lösung mit 19 Volumprozent Natriummetaborat andererseits unter Rühren einfließen, wobei die Temperatur durch Außenkühlung auf 10° C gehalten wird. Die Zulaufgeschwindigkeit jeder der beiden Lösungen reguliert man so, daß das Molverhältnis H2O2: NaBO2 in der Kristallisationslauge bald den Wert von 1,2 bis 1,3 erreicht. Sobald die Kristallisation eingesetzt hat, kann während des weiteren Zulaufens der beiden Lösungen das Molverhältnis zwischen 1,3 und 1,6 schwanken. Alle Minuten bestimmt man in einer kleinen Probe das Molverhältnis. Jede Stunde entnimmt man dem Reaktionsgefäß eine 1-1-Probe und füllt sie in ein kleineres Rührgefäß um, gibt dort unter weiterem Kühlen zur Ausarbeitung des Wasserstoffperoxyd-Uberschusses Metaborat-Lauge hinzu, bis ein Molverhältnis von 1,0 erreicht ist, kühlt auf 1°C ab, nutscht den erhaltenen Kristallbrei ab, besprüht ihn mit etwas Alkohol und trocknet die einzelnen Proben im Luftstrom von 55 bis 65° C Die Durchschnitte von je zwei Stundenproben zeigten nachstehende Daten: Probe-Nr.Schüttgewichtkg/1Anteil im Kornbereich0,25 bis 1 mm10,307220,328430,317540,318750,3285 Unter Volumprozent wird Gramm gelöste Substanz in 100 cm3 Lösung verstanden. Beispielsweise enthält eine 17volumprozentige Wasserstoffperoxydlösung 17 g Wasserstoffperoxyd in 100 cm3 Lösung. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines hochporösen und rieselfähigen Natriumperborats mit einem Schüttgewicht zwischen 0,25 und 0,45 kg/1 durch Umsetzung einer Lösung von Natriummetaborat mit Wasserstoffperoxyd, dadurch gekennzeichnet, daß man unter Rühren bei einer Temperatur zwischen 10 und 15° C zu einer wäßrigen Lösung von Wasserstoffperoxyd eine wäßrige Lösung von Natriummetaborat, gegebenenfalls unter gleichzeitiger Zufuhr von weiterer Wasserstoffperoxyd-Lösung, unter Aufrechterhaltung eines Uberschusses an Wasserstoffperoxyd im Reaktionsmedium bis zum Kristallisationsbeginn zusetzt, dann die Zugabe sowohl von Natriummetaborat als auch von Wasserstoffperoxyd fortsetzt bzw. aufnimmt, wobei ein Molverhältnis von Wasserstoffperoxyd zu Natriummetaborat zwischen 1,1 und 1,8 aufrechterhalten wird, und schließlich bei gewünschter Beendigung der Fällung das im Überschuß vorhandene Wasserstoffperoxyd mit zusätzlichem Natriummetaborat umsetzt und nach Abkühlung auf +1°C das ausgefällte hochporöse Natriumperborat von der Kristallisationslauge abtrennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis von Wasserstoffperoxyd zu Natriummetaborat in der Kristallisationslauge zwischen 1,3 und 1,6 gehalten wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1109 152.

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