DE1792624A1 - Verfahren zur Herstellung von Bariumhydroxid-monohydrat - Google Patents

Description

• "Verfahren zur Herstellung von Bariumhydroxidamonohydrat"

  Die Brfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von

  frei flieseendem Bariumhydroxid--monohydrät, dae praktisch

  frei von höheren Hydratformen des Bariumhydroxids ist.

  Bari.umhydroxid-@monohydrat iat eine wertvolle Base zur Her-

  _etellung.von Reinigungsmitteln des aschehaltigen Typs für

  Schmiermittel, die z.B. in Verbrennungsmotoren verwendet

  werden.. Diese Base.wixd mit den verschiedensten organischen

  Säuren, z.8. Alkylbenzolsulfon$3uren, unter Bildung dieser

  Zusatzstoffs Zur Umsetzung gebrachte Diese Zusatzstoffe

  verbessezn die Schmiereigenschaften des Schmiermittels und

  verhindern das Ansetzen von harten RiJckständen auf den In-.

  neuwrinden des Motors.

  Z. Zt. wird Bariumhydroxid®monohydrat in wesentlich grösserem

  Umfang für die vorstehend genannten Zwecke verwendet als die

  anderen Hydrate des Bariumhydroxide. Dies beruht zum Teil auf

  dem hohen Gewichtsanteil Pariumhydroxid in Bariumhydroxid-

  monohydrat im Vergleich $u den mehr Kristallwasser enthalten-

  den Formen von Bariumhydroxid. Ein anderer Grund ist der,

  dass ein besonders erwünschtes Bariumhydroxid-monohydrat nach

  den in der USA.-Patentschrift 3 082 066 beschriebenen Ver=.

  fahren hergestellt werden kann. Dieses Bariumhydroxid@-morio..-

  hydrat ist deshalb erwünscht, weil es eine niedrige "Reck-

  . _ ,

  tionsfähigkeit" besitzt. Der Ausdruck "Reaktionsfähigkeit"

  bedeutet das Ausmass der exothermen Reaktion dea Bariumhydro.#

  . xid-monohydrats mit Wasser. Die Bestimmung der Reaktionsfä-

  higkeit ist in der vorstehend genannten USA.-Patentschrift

  beschrieben. Dieses Bariumhydroxid«.monohydrat wird durch

  rasches Eindampfen einer wässrigen, etwa 50 bis 66 gew.-%fgen

  Lösung von Bariumhydroxid in dünner Schicht auf einer etwa

  107 bis etwa 135o0 heissen Oberfläche hergestellt. Das Pro-

  dukt fällt in Form von Schuppen an.

  Das auf diese weise hergestellte Bariumhydro=id-monohydrat

  hat jedoch die--Neigung, zu einer harten, festen Masse zuaam-

  _menzukleben, wenn es aufbewahrt oder in Behältern längere

  Zeit transportiert wird. Die-Schuppen backen zunächst nicht -

  zusammen, wenn sie in Behältern abgefüllt werden. Das Zueam---

  menbacken erfolgt erst, wenn die Schuppen zueammengepr®sst --

  werden, z.B. beim.z:Verpacken und bei der Lagerung, und einige

  Wochen stehen. Der Grund für dieses Zusammenbacken der Ba-

  riumhydroxid-monohydrat-Teilchen -war nicht bekannt, und ver-

  echiedeue Massnahmen zur Vermeidung diesen Zuaammenbaaxens

  waren erfolglos. .

  Aufgabe der Erfindung Ist en, Bariumhydroxid--monohydret in

  Form f»itlieeoender, einzelner Teilchen zur Verfügung .au

  stellen, die bei längerer Lagerung oder beim Stehen nicht

  zusammenkleben oder Zusammenbacken und freifliessend blei-

  ben.

  Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Her-

  stellung von Bariumhydro:id#-monohydrat durch rasches Ein-

  dampfen einer wässrigen, etwa 50 bis 66 gew.--%igen Lösung

  von Bariumhydroaid ixe dünner Schicht auf einer beheizten

  Oberfläche und Entfernen der erhaltenen rohen BariumY:ydro-

  xid--monohydrat-Teilehen, welches dadurch gekennzeichnet ist,

  dass man die rohen Bariumhydroaid--monohydrat-Teilchen in

  einer Erhitzüngezene und in einem inerten Gaaetrom auf etwa

  100 feie 140°C erhitzt Land von stächiometriseh tiberechüeei-

  gen Wassermengen betret.t, -

  Nach den Verfahren dOZ . lrtinüung wird ein Bariumhydroxld-

  moaahydrat erhalten, äao' mindesten etwa 99 Gew.--%

  Ba(o8)2.%J enthält -und höhere Hydrate den Barimthydrnzida

  nicht aufweist.

  Ion Verfahren der Erfindung wird zunächst auf übliche Weise

  Bariumiiydroxid-monohydrat hergestellt. Ein $weekmäesigea

  Verfahren.zur Herstellung dieaeq Monohydrats mit -niedriger

  Heakti onefähigkeit ist in der USA.-Patentschrift 3 482 066

  *seobr@_eben.. Bei diesem Verrahren wird ei.iie wässrige, etwa

  50 bis 66 gew.-@ige Meung von Bariumhydroxid auf-Teapera#

  turen. von 90 bin 11000 erhitzt und in gi*lahr"e4 dünner.

  8ohioht auf .einer glatten, erhitzten Oberfläche verteilt,'

  eo dass die Schichtdicke der Meung nicht grösser als etwa.

  .0,635 am ist. Die beheizte Oberfläche kann jede Oberfläche

  sein, die die dünne Schicht der Bariumhydrozidläsung raeoh

  erhitzt und*übereahileeiges Wasser verdampfen läset. Die.be-

  heizte Oberfläche wird normalerweise bei Temperaturen von

  etwa 107 biss 1350C gehalten. Sobald das Wasser abgedampft

  ist, wird das erhaltene rohe Bariumhydrozid-@monohydrat mit

  einem Gehalt von etwa 97,5 J& Ba(OH)2.H20 voa der beheizten

  Oberfläche in Form von kleinen Schuppen entfernt. Das Pro-

  dukt hat im allgemeinen folgende Teilchengröseenverteilung:

  7 bis 11 % der Teilchen sind gsösier als etwa 2,36 in

  und 75 bis '78 % haben eine Teilohengrö«* von 2,36-0,074».

  Ertindunisaeroxss wird du auf die vorstehe" sesohilderte

  Weine erhaltene rohe Baricurhydroxid-aoxtolydrat in einer gr-

  hitsungesone und in einen inerien ßUatru auf etw* 140 bin

  14000 erhitzt. Dur Gas kann .a. B. Luft, Btiolcstoff, 8oliua

  oder jedes andere Gas seit, das mit ,urdxox,idrc@@.

  hrdrat nicht reagiert. Bei Verwendung von Imtt =en #isse

  von Kohlendioxid befreit werden, da Kohlendioxid et BariusN-

  hydroxid-monohydrat unter Bildung von Bariumoarbonat reagiert.

  Das inerte Gas wird zur Abtrennung von restlichen Wuser aus

  dem rohen Bariumhydroxid-monohydrat verwendet. Auf diese

  Weise Werden die höheren Hydrate den Bariurnhydroxids, die

  Rehprodukt vorhanden Bind, unter Abspaltung von ÜbereohtIasi-

  sein Wasser in Bariumhydroaid-monohJdrat umgewandelt. Dies

  Behandlung wird solange fortgesetzt, bis überschüssiges Was-

  *er entfernt ist. Zur Entfernung des Wassers wird vorzugs-

  weise eire Behandlungeseit von etwa 1 bis 30 Minuten ange-

  wendet. Das nach dem Verfahren der Erfindung erhaltene Pro-

  Bukt hat normalerweise einen Gehalt von mindestens 99 Gew.-%

  Ba(OH)2'H20. Die restlichen Verunreinigungen, die weniger als

  1 % des Bariumhydroaid-monohydrats ausmachen, bestehen aus

  Bariumsulfat und anderen Bariumver-

  bindungen.

  Als Erhitsungesone.kann entweder ein Wirbelbett-Trockner

  bzr. Pließbett-Trockner oder vorzugsweise ein Drehrohrofen

  oder Trommeltroaknerverwendet werden. Bei Verwendung eines

  Drehrohrofene kann man. den inerten gssetrom entweder im

  Gleichstrom oder im 'Gegenstrom durch den Drehrohrofen füh-

  ren, während.die Bariumhydroztd-monohydrat-Teilehen in den

  Drehrohrofen in Bewegung gehalten werden. Der Drehrohrofen

  kann mit Ni lfe einer elektrischen

  oder

  durch Gaehsisung beheizt werden. Ist letztgenannten Hall dür-

  fen jedoch die Verbrennungsprodukte nicht mit den i»rten

  Gasstrom und dem im Drehrohrofen befindlichen Bariuahydro-

  xid-monohydrat in Berührung kommen.IZu diesem Zweck kann man

  die heissen Verbrennungsprodukte um die Aussenseite den Dreh-

  rohrofene herumftfhren und einer. indirekten Wärmeauotausah

  durch die Wand des Drehrohrofens erhalten. Andere Verfahren

  zum lndirekten Beheizen der Drehrohrofens können ebenfalls

  angewandt werden

  Bei Verwendu-ng eines fliesabett-Trockners strömen Gase durch

  a: -

  .eine lochplatte im-Boden den Pliesabett-Trocknere und bil-

  den aus dem von oben her eingefüllten rohen Bariumhydroxi.d-

  - Conohydrat eine Wirbelsohichtr Dieses las, wizht gleichzeitig

  such als inerten Gas zur Abtrennung des- überseh£iaslgen Was-- 1

  sers aua dem rohen Bariumhydroxid..-.monQ .. Brat. Die Wirbel-

  schicht kann mit einer elektrischen Wia`erstandsheizung be-

  heizt werden, die.-innerhalb oder au$serh4lb des Bettes arge-

  ordnet ist, oder indem man heisse Gase, Dampf oder ein Wä.r-

  nrübertraguxgsaedium durch Mäntel leitet, die um die Aussen-

  wand des Wirbelbett-Trockners.angeordridt,sind. Das Heizen

  kann auch durch Erhitzen des Gases -erzi'elt werden, das durch

  das-Bett der Bariumhydrozid-monohydrat@Teilehen strömt.

  Die Strömungsgeschwindigkeit des Gases ist nicht von entw-

  echeidender Bedeutung, sie soll jedoch ausreichen, das über-

  uohüaeige *euer innerhalb möglichst kurzer Zeit abzutrennen.

  Die genaue Strötbungsgeschwindigkeit hängt auch von der Menge

  der rohen Bariumhydroxid-ßQnohydrat-Besehiokung sowie von

  der Waseerdampfmeige ab, die während der BeüaaUung entfernt

  werden muss.

  Der genaue Grund für das Zunammenkleben und die Verfestigung

  der Bariumhydrozid-monohydrat--Teiloben nach dem Verpacken

  oder während der ha,gerung ist =bekannt. Vermutlich beruht

  diese Erscheinung auf der Anwesenheit höherer Hydrate im

  Monohydrat., Das Monohydrat enthält vermutlich insbesondere

  das Tetrahydrat. Ein Produkt tn. einem Bariumhydroxid-mono-

  hydratßehglt.von 97 Gew.--% kann 4 bis B Gew..-% höhere Hy-

  drate enthalten. Diese höheren Hydrate haben einen höheren

  Wasserdampfdruck als das Monohydrat. Dien hat zur Folge, dann

  die höheren Hydrate ihr überschüssigen Wasser auf die Mono-

  hydratteilchen.übertragen und dabei an den BerUhrungsatellen

  beim längeren Stehan, s.8. in Behältern oder bei der Lagerung,

  verkleben.

  Nach dem Verfahren der Erfindung können die höheren Hydrate

  vollständig in das Monohydrat umgewändelt werden, wodurch

  köin Verkleben bzw.. Zusammenballen der Bariumhydroxid-mono-

  hydrat-Teilehen sehr stattfindet. Die Zunahme d'es Gehalts an

  Bariumhydrokid-mönohydrat gegenüber dem rohen Monohydrat

  kann nur 2 % betragen.Dien genügt jedoch, die höheren Hy-

  drate aussuechnten, die vermutlich der@ürund für das Ver-

  kleben und Zneanmenballen des Produkten sind.

  Das Beispiel erläutert die Erfindung.

  Be e iel .

  Trine konzentrierte,. wäserigc, etwa 62,3 gew.-% Bariumhydro--

  :id enthaltende Lösung wird auf 100°C erhitzt und in den Bo-

  den einer Spritzpfanne einen mit Dampf beheizten Trommel-

  trocknere mit Zwillingepberfläche eingespeist. Die Dampf-

  temperatur des Trocknere wird bei 171°C ± 20C gehalten. Die

  Temperatur der äusseren Oberfläche des Trommeltrockners wird

  bei etwa 121°C gehalten. Ein in der Spritzpfanne angeord-

  neter Spritzer wird mit etwa 400 U/Mine gedreht, so daee auf

  die Trockneroberfläche die Bariumhydroxidlösung in gleich--

  mäaeiger Schi cht aufgespri-E;z t wird. p;.e trocknenden Ober--

  flä.chen des Trommeitrvvknera werden wit einer Gescbwindig-

  keit von. -4 ü/Min.@ gedreht. Das von den Oberflächen den Trom-

  reltrdokners entfernte Produkt sind getroeknetn-Schuppen,

  die einen Gehalt. von; * 97., 4 :-.% . Ba (OH) g..%0 (bsw. - 88 i 3 %

  Ba(üH)2) äütweisen. Diese rohen Bariumhydroxid-monohydrat-

  Schuppen @-,#erden in einen.>ehrohrofen in einer -Menge von et-

  wa 13,61 kg/ 9,3 dm 2 Quereahxiittafläche des Drehrohrofene/

  -Stunde ein gebpeiet. Der Drehrohroten wird mit Verbrennunga-

  garen indireICt beheizt. Die Temperatur des Drehrohrofene

  wird auf- eihen solchen wert eingestellt, daeo das aus dem

  Drehrohroten austretende Produkt."eine Temperatur von 12000

  aufweist. =Troekejpe..Zuft, die höchstens 0,03 9: Kohlendioxid

  enthält, wird.in.den;Drehrohrofen in einer Menge 9on 0,28 m3/

  Min./9,3 dm2-Quereohnittatläche des Drehrohrofene eingelei-

  tet. Die Verweileeit der Schuppen in Drehrohrofeh beträgt

  etwa 8 Minuten. Das aus deai Drehrohroten entnommene Produkt

  hat folgende-Analyse:

  e9,6 Gew. -!6 Ha(ON) 2#N20

  0955.% % insgesamt BaC03, 8a304, HIS, 81ü2,,._ fe, Al,

  Zn, .Pb und. Cl.

  Das Produkt wird in ]Porm kleiner Schuppen erhalten, e® hat

  eine Schüttdichte von 0,96 @,gtaaa und folgende : Teilchen-

  grüasenverteilung: 1@% grösser als 2,36 mm, 62 %grösser als

  09246 mm,. 76 96 gröaeer als, 0, 074 mm und 24 % kIainer als

  0,074 am.

  Zwei Behälter werden mit 2041@kg Bariumhydrozid-monohydrat

  gefüllt. Der Behälter A wird mit dem sui die vorstehend ge-

  schilderte Weise erhaltenen rohen Baritimhydroacid-monohydrat

  g=e fü.l7: t.. we.ti x#end der Bel#Mtdr. pl t Alts erf tndungsgeddWe er-

  halteneu Bariumhydroxid-mvnohydxat gefüllt wird, das in dem

  Drehrohxofen behandelt wurde. beide Behälter werden 18 Tage

  atehengelaaben. -Einmal täglich während dieser Zeit werden

  die Behälter auf eine bewegliche Plattfarm gestellt ämd

  einer vertikalen Schüttelbewegung unterworfen, die einem

  Transport mit der Eisenbahn ähnlich ist. Diese Be@_dlung

  wird 20 Minuten täglich dur^hgeMrt. Nach leb Tagen werden

  die Behälter auf einen U,%lichea Vibratorest@il -@= wie er

  zum Schütteln des Behälters verwendet w:_ L. .. len Muse

  den Produktes während des Entladene ei.s@.3eiY :-., Behälter

  A haben sich starke Agglomerate gebildet :83d des

  t durch den #iL7rator eÜ t leerl@P i7erder, @d.i'>ä%

  - &@' W@@GCIV'eaäli '.I4tI.1i,ch Klopfen der- Selten dxe-'#

  i - zel acä ert und wec3.ders-@

  !'a°ler da2 e::re'@n0ua;ngeiMäZe h r,3rS,3t se Est'° -£;-cAt

  f #!,` ch '@' yI frifstelle''3. frei`.

Claims (1)

1. P u t e n t e. n r ü a lm@ @e@ 1. Verfahren. nur Herstellung fron Barcoxldanohy- drat durch raschen Eizidampfen einer wd:4. etwa 50 bis . 66 gew.-@igen Lösung von Bariudroxi"@ dünner Schicht, auf . einer beheizten Oberfläche und Nat?ne- vier erhaltenen rohen Bariumhydroxid-monohydrat-Tei1Qh@# ca ei u r c h $ a k e n n :@- e 1 e h n e t, dann tnA`'tü hen Bariumhp- droxi.d.noäoüydrat-Teilahen in el@.ner ß esvne und in einem inerten t#asetrom auf. 100 bis 1400Q er.t$t. 2. Verfahren nach Anspruch 1. d a ä@:u ,h g e . e n n - e a i o h n e t. dass mm die ErhItsux.tegenwart von ,,.w.,ene,g koblendioxidtreier Luft 3r @¢jI,hren ,,ach Anspruch 1 und 2, u r a h g e @- -, n n e i c h n e t, dass man dis; trUtsung in einen _sh°ofen durchführt. 4., Verfahren nach Anspruch 1 bin 3, ` A a d u r a h, g e A u, n z e i. c h n e t. dann man die rohen Bariumhydroxid- .@@ZhydretwTeilahen etwa 1 Isis 30 Minuten, erhitzt.