DE1922645A1 - Verfahren zur Herstellung von alkalischem,tetrahydratisiertem Perborat geringen Schuettgewichtes - Google Patents

Description

Dr. Hans-Heinrich Willrath d - ea Wiesbaden 2- MAI 1965 Dr. Dieter Weber PATENTANWÄLTE τ**» «nsi>»»»

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1922645 Serie 1577

L¹ Air TAquide

Socifet6 Anonyme pour I¹Etude et I¹Exploitation des Proceeds Georges Claude " 75, Quai d'Orsay Paris 7^e

Verfahren zur Herstellung von tetrahydratieiertem Alkaliperborat geringer Schüttdichte

Prioritätt vom 16. Mai 1968 aufgrund der französischen Patentanmeldung P. V. 152 OH

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herateilung von tetrahydratieierten, granuliertes! Alkaliperborat geringer Schüttdichte, und inabeeondore von tetruhydratialortem Hatriumperborat, d. h. Ha BO₂, H₂Op% 3 HgO.

Dieses am meisten Wasser enthaltende Hydrat ist durch eine grobe Trocknung schwierig herzustellen.

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Aus der französischen Patentschrift 1 493 2]53 vom 16. September 1966 ist es bekannt, granuliertes Alkaliperborat herzustellen, ir·dem man eine mit Perborat übersättigte Lösung durch Zusatz von puderföralgem Perobrat vor oder während des Granulierens durch Einspritzen teilweise kristallisiert, scdani? die rost liehe Kristallisation des Produktes betreibt und schließlich in bekannter Weise trocknet. Dienes Vorf ihren, bei dem die mit Perborat übersättigte Lösung 1 - 2,5 Mol Wasser, belegen aiii" Ha 3O₂, K₂O₂ 3 H₂O, enthäl.t, hat den Nachteil, wegen einer gewissen Neigung zum Zusammenbacken erst nach sichreren Verfahr en S3 stuf en zu einem granulierten Erzeugnis au führen. Eine dieser Phaaen entspricht dem Einblasen von Perboratpuder in das Einspritz konzentrat; in einer ihm im allgen3i- nen gleichen Menge, um. eine andere Phase entspricht der abschließenden Trocknung des Produktes, beispielsweise in einer Wirbelschicht.

Es ist auch bekannt, P rborat durch Atomisierung eu trocknen, aber die b er komm 1 chen Verfahren führen zu einen Erzeugnis, das nicht mehr Zusatzwaseer enthält, oder au einem Zwischenhydrat.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Auffindung eines Verfahrens, das es erlsubt, in einem einaigen Herstellungsgang tetrahydratisiertes Perborat in form.ragelaäüiger Kugeln herzustellen, di e keinerlei Tendenz sun Zuei

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backen aufweisen, und nur eventuell ohne irgendeinen Zusatz an puderförmigem Pofborat.

Das noue Verfahren, das es gestattet, tetrahydratisierteB, regelmäßig granuliertes Natriumperborat geringer Schüttdichte herzustellen, ist dadurch gekennzeichnet, daß das tetrahydratisierte Natriumperborat in einer einzigen Phase gleichzeitig geformt und durch Atomisierung einer wässrigen Lösung getrocknet wird» die 20 - 60$ Natriumparborat enthalt.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht die atomisierte Lösung aus einer wässrigen Lösung aus geschmolzenem Hatriumperborat. Das Verfahren zur Gewinnung dieser Lösung besteht darin, daß man ein Natriumperborat irgendeiner Korngröße in der berechneten Wassermenge schmilzt, bo daß die Konzentration an Na BOg» HpO₂1 3 HnO zwischen 20 und 605$, vorzugsweise zwischen 45 und 55#, liegt. Der Wässergehalt des erhaltenen Erzeugnisses liegt zwischen 34 und 36$.

Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung besteht die atomisierte Lösung aus der stabilisierten Lösung, die direkt durch die Reaktion von Wasserstoffperoxid und Natriuametaborat erhalten wird. Die Anteile und Gehalte der Reagentien sind derart berechnet, daß ebenso wie im vorstehenden Fall die zweckmäßigen Konzentrationen an Na B0₂t ₂O₂ 3 H₂O erhalten werden, ⁹ ° ^{9 8} * 7 / 0 9 0 β

BAD

Die Concentration an tetrahydratisiertem Hatriiimpirborat ist eines der wesentlichen Kennseichen des Verfahrene. Sie nuß in den festen Grenzen bleiben, der Prozenteatz an Wasser darf nicht weniger als etwa βθ£, bezogen auf das tetrahydratisierte ferborat betragen, und die besten Ergebnisse wurden zwischen 80 und 120£ erhalten; ein geringerer Prozentsatz: an Wasser führt su konsentrierteren und festeren Lösungen und gestattet nicht mehr, die hydratisierte Verbindung su gewinnen.

Die Atomisierung dieser Lösungen wird bei einer Temperatur ' zwischen 20 und 60° O₁ vorzugsweise zwischen 35 und 45° 0_f bewirkt. Die Wahl dieser Temperatur ist insbesondere wichtig, da sie es suläfit, die Verzögerung bei der Kristallisation in der Größenordnung einiger Minuten auszunutzen,' um bei den besten Bedingungen, d* h. vom Beginn der Kristallisation an su atonisieren.

Hach ihrer Herstellung gemäfi einer der Ausftihrungsformen der Erfindung werden die viskosen, Hatriumperborat in festgelegten Konsentrationen enthaltenden Lösungen auf eine für die Atomisierung gewählte !Temperatur abgekühlt und ohne das Einfuhren τοη Auelösemitteln direkt atomisiert.

man kann gegebenenfalls in die wässrige Lösung aus Perborat einen sehr schwachen Anteil an Auslösern!tteln in der

Größenordnung τοη 2 Gewich te ^jC, besogen auf daa Hatrium-

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perborat, einführen und den bei der Auslösung der Kristallisation noch immer flüssigen Brei atomisieren. Der Anteil der Auslösemittel kann bis zu 30% betragen, und die Ergebnisse bleiben gleich. ' '

Entsprechend dem jeweiligen Fall wird die Atomisierung in Abwesenheit, oder Gegenwart von eingeblasener Luft bewirkt. Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird die Temperatur der Luft auf einen derartigen Wert geregelt, daß die Natriumperboratkörner ihr Additionswasser verlieren, während sie ihr Kristallisationswasser behalten.

Die Formgebung und die Trocknung dee tetrahydratisierten, regelmäßig granulierten Perborates geringer Schüttdichte in lediglich einer Phase gemäß dem Verfahren nach der Erfindung werden in einer Atomisierungsvorrichtung ausgeführt, die einen Behälter mit der konzentrierten Perboratlösung aufweist, die in regelbarer Speisemenge einer Pulver iaierungsturbine mit regelbarer Geschwindigkeit aufgegeben wird, auf die die zu pulverisierende Lösung fällt, die on der Spitze einer zylindrischen Kaaaer gelagert ist.

Die Rotationsgeschwindigkeiten in der Turbine können «wischen 3.000 und 20.000 Uom eingestellt werden. Der Ιηη·η-raum der Kammer kann gegabenenfalls ein Ventilationssystem aufweisen, das gleichzeitig das Einblasen von warmer Luft und das Ansaugen von kalter Luft bewirkt.

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Sie Dimensionen dieser Kammer können mehrere Meter erreichen s, d. h. boi der verwendeten Vorrichtung, 6 m Durchmes-Ber und (3 m Höh«.

Bas erfindungHgomäi erhaltene tetrahydratisierte Natriumperborat weist die Form regeLmäiiger Kugeln einer Kornfc größe zwischen 500 und 80 Mikron ohne jegliche Neigung sum Zusammenbacken bei einer Dichte von 0,4 - 0,5 g/ml auf. Die Gehalte an HgO₂ und an Na OH entsprechen der Formel des tetr&hydratisierten Hatruimperborats Na BO₂t HpO₂ 3 H₂O. Dar. darart herg33tellt<$ tetrabydratisierte Perborat ist zeitlich vollkounen beständig.

Die beigefügten Microfotographi3n zeigen in 30-facher Vergrößerung, daß os das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Alkaliperborat 'gestattet, das Zusammenbacken der Kugeln in Rückstände verschiedener Formen zu vermeiden.

Die Hicroi'otographle I zeigt das er^indungageinäße Erzeugnis in ?orm sehr leichter und sehr regelmäßiger Kügelchen. Die Microfotographie II zeigt Natriumperborat, das durch teilweise Kristallisation, Impfung und Trocknen hergestellt wurde. Die Microfotographie III entspricht der Darstellung

Ir

von Natriumperborat, das dur-sh kontinuierliche Kristallisation erhaLten wurds. Die Mlorofotoßraphie IV erlaubt den direkten Vergleich zwischen den Erzeugnissen gemäß den Hicrofotographien I, II und III.

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Im folgenden werden bevorzugte Ausftihrungebeiepiele der frfindmig, erläutert.

Beispiel 1

Man schmiltt BO g Natfiumperborat Irgendeiner sehr groben oder sehr feinen Korngröße und unter Erwärmung im Wasserbad auf 70° C in 120 g Wasser. Wenn der ganze Peetetoff geschmolzen let, senkt man die Temperatur der Löeung, die 43 Gewicht3-^ 9a BO₂, H₂O₂ 3 H₂O enthält, bis auf etwa 50° 0.

In dieeem Augeablick impft man die uaterktihlte Masse mit ungefähr 2 g feinem Ifatriumperborat und mischt dann das Uinze. Zwei bis vier Minuten nach dieser Impfung beginnt die Kristallisation. In diesem Augenblick injiziert man den noch flüssigen Brei in die eich lit 8 - 10.000 Vpm drehende Turbine, die an der Spitze der vorstehend beschriebenen zylindrischen Kammer angeordnet ist. Man erhält regelmäßige, vollständig kristallisierte Kugeln aus tetrahydratisiertem Hatriumperborat einer Korngrule zwischen 80 und 500 Micron und geringer Schüttdichte·

Bnisplel 2

Mim stellt das Hatriumperborat durch die Reaktion von Wasserstoffperoxid mit einer Löeung von Natriummetaborat unter Zugabe eines Stabilieierungsmittele her.

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Um 200 g Lösung mit 35^ Natriuraperborat zu erhalten, führt man in das Reafctionsgefäß die ersten Materialien in der folgenden Reihenfolge eins

1. 17 ml Wanaeratoffperojcid mit 70 6ev;ichi;9-5i; ' ^{Ä : s}

2. 0,75 ml einer StaMlisierungsLdsung aus Magnesiumsulfat mit 380 g/1 Mg SO₄, 7 H..Ö;

3. 150 ml einer !lösung von ITatriiuumetaborat von 200 g/l.

Die exotherme Reaktion bewirkt eine Temperaturerhöhung. Man kühlt das Gan.se auf 30° C ab.

Man impft durch Einführen von etwa 2 g fei 14a Hatriunperborat und rührt um. Zwei biß vier Minuten nach diesen Impfen beginnt dj.e Kristallisation.

In diesem Augenblick injieiert man den noch flüssigen Brei in die sieh mit 8 - 10.000 Vpa drehende turbine.

Man erhält regelmäßige Kugeln tetrahydratialerten Perborates einer Korngröße zwischen 70 und 450 MLoron, einer Schüttdichte von 0,5 g/ml und volletandig krietallisiert und stabil.

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Beispiel 3

Han stellt eine Lösung von 3OjC Hatriuaperborat «it Hilfe Ton Wasserstoffperoxid in einer Lusting von 70 Gewiohte-jC und Metaborat in einer Lösung von 20 Gewiöhte-ji her, der nan als Stabilisationsmittel vorsugsweiee Magnesiumsals als Sulfat oder Chlorid beifügt.

Der somit erhaltene Brei hat eine Temperatur von etwa 40° C. Er wird abgekühlt und duroh eine sich sit 11.300

Upm drehende Turbine atomisiert, sobald seine Temperatur 35° C in der Kammer erreicht oder die Temperatur 20° C ist, ohne Zufuhr irgendeines äufieren Impfmittels·

Man erhält ein Perborat in der Vorm von hohlen Kugeln entsprechend der folgenden Analyses

Gehalt an Schüttdichtet

22,4* 0,357

Korngröße in Prosenten des Rückstandes auf den folgenden Siebenι

öffnung	417 147	74.
Aufgefangener Rückstand	3,2 70,5	96

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Claims (1)

1. - ίο -

   Patentansprüche -

   1. Verfahren sur Heretellung von tetrahydratisiertem, regelmäßig granuliertem Vatriuaperborat geringer Schüttdichte, dadurch gekennzeichnet, daß das tetrahydratisierte Natriumperborat in einer einzigen Stufe

   ^ gleichzeitig geformt und durch Atomisierung einer wässrigen Lösung mit 20 - 60$£ Natriumperborat getrocknet wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die atomisierte Lösung eine wässrige Lösung geschmolzenen Perborates ist.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die atomisierte Lösung aus der stabilisierten,

   direkt durch die Reaktion τοη Wasserstoffperoxid mit Natriummetaborat erhaltenen Lösung besteht.

   4· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Atomisierung bei einer Temperatur «wischen 20 und 60° 0, rorzugsweise zwischen 35 und 45° 0 bewirkt wird.

   5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Atomisierung ohne eingeblaeene luft erfolgt.

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   6, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafi die Atomisierung in der Gegenwart eingewiesener luft erfolgt. "

   7· Verfahren nach Anapruch 1, dadurch gekesnseiohnett dafi die Temperatur dar Luft auf einen eolchen fert garegelt wird, daB die Natriuaperboratkörner ihr Additions«a88er rerlieren, jedoch das Kriatalliaationawaaaer behalten«

   8· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenneeichnet. dafi du atoaiaierte Lösung lroine Impf Bitte! enthält.

   9· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn&eiohnet. daS dieatoaiaierte Lösung einen sehr achwachen Anteil an Iapfadtteln, in dar Größenordnung von 2 Gewichts-jt, basogan auf daa latriuaperborat, enthält·

   10. Törriditung worn Atoaisieren des ifAtriumperborata nach de· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« dal ale einen Behälter für konzentriert« Löoung aus Vatriuaperborat aufweist, die in regelbarer JBufuhr-■enge einer PulTerisieru&gsturbin· regelbarer Beachvindigkelt aufgebbar ist, auf dia dia au pulreriaierande Lösung fällt und die an der Spittd einer aylindriaohen Kaaa»r angeordnet let.

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   11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet* daß die Geschwindigkeit der Turbine ζτ/ischen 3«000 und 20.000 Upm einstellbar ist.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Jnnenraum der Kammer kein Ventilationssystem enthält.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dor Innenraum der Kammer ein Ventilationesystem aufweist, durch das gleichzeitig warme luft einblasbar und kalte Luft ansaugbar ist.

   14. Tetrahydratisiertes Natriumperboirat in der Form regelmäßiger Kugeln einer Korngröße zwischen 500 und 80 Micron, einem Schüttgewicht zwischen 04 und 0,5 g/ml mit 34 - 36# Wasser, hergestellt gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1.

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