DE1667463B2

DE1667463B2 - Verfahren zur herstellung von festem, kristallinem natrium-ammoniumperoxomonosulfat, im gemisch mit natrium- und ammoniumsulfat und -bisulfat

Info

Publication number: DE1667463B2
Application number: DE19671667463
Authority: DE
Inventors: Franz Dr 7888 Rheinfelden Pfeiffer Richard 7889 Beuggen COIb21 36 Beer
Original assignee: Deutsche Gold und Silber Scheideanstalt
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1967-11-11
Filing date: 1967-11-11
Publication date: 1973-06-07
Also published as: DE1667463C3; DE1667463A1

Description

Es ist bekannt, das Kaliumsalz der Peroxomonoschwefelsäure in fester, kristalliner und haltbarer Form herzustellen. Versuche, andere Alkalisalze oder das Ammoniui.isalz der Peroxomonoschwefelsäure in fester, kristalliner und haltbarer Form zu gewinnen, haben bisher zu keinem Ergebnis geführt. Entweder entstehen beim Einengen solcher Lösungen Schmieren oder die erhaltenen Salze sind unbeständig.

In der deutschen Patentschrift 1113 212 wurde ein Verfahren beschrieben, nach dem feste, kristalline und haltbare Natrium-Ammonium-Salze der Pero\omonoschwefe!.->äure hergestellt werden können. Nach diesem Verfahren werden Lösungen von Peroxomonoschwefelsäure und Schwefelsäure mit alkalischen Ammonium- und Natriumverbindungen, wie z. B. Ammoniak, Ammonium-Bicarbonat, A.mmonium-Carbonat, Natronlauge, Natrium-Bicarbonat und Soda in solchen Mengen versetzt, daß nach schonendem Einengen im Vakuum bei Temperaturen bis 55^C C im festen Salz auf 1 Mol NH₃ 0,3 bis 1,6MoI Na vorhanden sind, Außerdem wird der Gesamtzusatz an Alkali so bemessen, daß auf 1 Mol Bisulfat 0,8 bis 4,0 Mol neutrales Sulfat entstehen.

Die technische Durchführung dieses Verfahrens bereitet nun bei der Isolierung des Natrium-Ammonium-Peroxomonosulfats Schwierigkeiten. Durch die hohe Wasserlöslichkeit des Salzes bilden sich hochviskose Lösungen, aus denen das auskristallisierende Salz äußerst feinkörnig anfällt. Eine Abtrennung mittels Zentrifugen, Nutschen oder ähnlichen Einrichtungen ist somit sehr umständlich und zeitraubend.

Es wurde nun gefunden, daß Lösungen von Natrium-Ammonium-Peroxornonosulfat der obengenannten Zusammensetzung, die sehr leicht übersättigte Lösungen bilden, in sogenannten Dünnschichtverdampfern mit eingebautem Rotor auf Lösungen, die 88 bi? 95 Gewichtsprozent Feststoff enthalten, ein- «eengt werden können, und zwar bei Temperaturen von maximal 100⁰C und bei Drücken von 15 bis 50 Torr, worauf die eingeengten Lösungen, die jetzt als Schmelzen vorliegen, rasch auf Temperaturen von 40 bis 0° C abgekühlt und dann bei Temperaturen bis

ίο höchstens 80° C getrocknet werden.^ Bevorzugte Temperaturen zum Einengen sind 60 bis 70⁰C, bevorzugte Abkühltemperaturen sind 15 bis 20^D C

Neben Dünnschichtverdampfen! können auch äquivalente Apparaturen wie Kletterfilmverdampfer eingesetzt werden.

Die rasche Abkühlung erfolgt z. £. durch Aufgießen auf gekühlte Bleche, Platten, Tische oder Walzen. Besonders vorteilhaft läßt sich ein festes, kristallines Natrium-Ammonium-Peroxomonosulfat heriiellen, wenn die nach dem Einengen anfallenden Salzschmelzen auf aufgewirbeltes, gekühltes, trockenes Salz fein zerstäubt werden.

Das Aufwirbeln erfolgt mit einem kalten, trockenen und indifferenten Gas; die Abkühlung kann z. B.

bei 15 bis 20" C vorgenommen werden. Das so erhaltene Salz mit etwa 3 Gewichtsprozent Feuchtigkeit wird dann in atmosphärischen Trocknern bekannter Bauart getrocknet. Bevorzugt ist eine Guttemperatur von 60' C.

Das Natrium-Ammonium-Peroxomonosulfat Killt in einer Ausbeute von 96 bis 97% des als Peroxomonoschwefelsäure eingesetzten Aktivsauerskiftes wieder an.

Eine rasche Abkühlung der Schmelze ist deshalb erforderlich, weil hierbei einheitliche Kristalle in Form von kleinen Quadern entstehen. Bei langsamer Abkühlung dagegen bilden sich neben Natriumsulfat verschiedene Kristallstrukturen mit unterschiedlichen Gehalten an Peroxomonoschwefelsäure, die nach dem Trocknen weniger haltbar sind.

Es ist zwar nach der deutschen Auslegeschrift 1122 499 bekannt, das gut kristallisierende Kalium-Peroxomonosulfat, das außerdem nicht hygroskopisch ist, durch Sprühtrocknung herzustellen. Natrium-Ammoniumperoxomonosulfat ist demgegenüber äußerst leicht löslich, bildet be.m Einengen übersättigte Lösungen von zähflüssiger Konsistenz und ist sehr schwer zur Kristallisation zu bringen. Außerdem ist es hygroskopisch. Die technische Herstellung von kristallinem Natrium-Ammonium-Peroxomonosulfnt stellt daner besonders große Anforderungen.

So wurde in der deutschen Patentschrift 1 240 832 auch nur ganz allgemein die Herstellung von Lösungen der Alkaliperoxomonosulf ate inFilmverJampfern beschrieben, die Gewinnung eines kristallinen Produktes aber nicht angegeben,

Folgende Beispiele dienen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens:

Beispiele

1. Von 1 kg einer Lösung von Natrium-Ammoniuinperoxomonosulfat mit 26,0% HSO₅, 7,7% HSO₄, 9,7% SO₄, 1,6% S₂O₈, 5,5% Na, 5,5% NH₄ entsprechend einem Molverhältnis von Na: NH₄ =1:1,35 und HSO₄: SO₄ = 1:1,272 werden in einem Labordünnschichtverdampfer mit Rotor bei einem Vakuum von 30 bis 35 Torr und einer Ablauftemperatur von

65^c C 400 g Wasser verdampft. Die erhaltene hochviskose Schmelze mit 93 °/o Feststoff anteil wird unmittelbar nach dem Versuch auf einem gekühlten Blech in dünner Schicht aufgetragen, auf 15° C abgekühlt und erstarrt nach wenigen Minuten zu einer kristaiiinen feuchten Masse. Nach dem Zerkleinern und Trocknen bei 60° C erhält man 560 g festes kristallines Salz mit 6.4 ⁰Zo Aktivsauerstoff als H₀SO₅. Es werden 97 °.'o des als H₂SO₅ eingesetzten Aktivsauerstoffs wiedergewonnen. ic

2. 1 kg einer nach Beispiel 1 in einem Labordünnschichtverdampfer eingeengten Lösung mit 29.8 ⁰Zo HSO₅, 13,6 °/o HSO₄, 18,1"Zo SO₄, 2,4% S₂O₈, 9/7% NH₄ und 8,4 ⁰Zo Na entsprechend einem Moh erhäitnis von Na: NH₄ = 1:1 56 und HSO₄: SO₄ = 1:1,345 werden mitteis einer Düse mit Druckluft zerstäubt und fein verteilt auf 1 kg bereits getrocknetes Salz gegeben, das mit kaltem trockenem Stickstoff auf einem Lochblech von 20 cm Durchmesser gewirbelt wurde. Die Dosierung der Schmelze und die Temperatur des Stickstofistromes wird so geregelt, daß das Salz im Wirbelbett eine Temperatur von 20° C nicht überschreitet. Das Salz bleibt hierbei wirbelfähig. Anschließend wird das erhaltene Produkt im Wirbelbett mit auf 60 ^: C erwärmten trockenen Stickstoff fertig getrocknet Es werden 99% des als Peroxomonoschwefelsäure eingesetzten Aktivsauerstoffs wieder

erhalten.

Es ist auch möglich, das bereits getrocknete Salz duich Einblasen in unmittelbarer Nähe der Zerstäuberdüse mit der übersättigten Lösung zu vermischen und dann auf das Wirbelbett zu geben.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von festem kristallinem Natriumanimoniumperoxomonosulf at im Gemisch mit Natrium- und Ammoniumsulfat und -bisulfat durch,Mischen von Peroxomonoschwefelsäure und Schwefelsäure mit Ammoniak, Ammoniumbicarbonat oder Ammoniumcarbonat und Ätznatron, Natriumbicarbonat oder Natriumcarbonat und Eindampfen der entstandenen Lösung bei niedriger Temperatur zur Trockne, dadurch gekennzeichnet, daß die bei diesem Verfahren anfallenden Lösungen in Dünnschichtverdampfern bei Temperaturen von maximal 100° C und Drücken von 15bis50Torr auf 88 bis 95 Gewichtsprozent Feststoffgehalt eingeengt und danach die so erhaltenen Salzschmelzen rasch auf Temprraturen von 40 bis 0° C abgekühlt und dann bei Temperaturen bis höchstens 80 - C getrocknet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Einengen anfallenden Salzschmelzen auf aufgewirbeltes, gekühltes, trockenes Salz fein zerstäubt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Salzschmelzen auf das trockene Salz im Verhältnis zu 1: 0,3 bis 1:2 aufgebracht weider.