DE1948601A1

DE1948601A1 - Verfahren zur Herstellung von Natriumperborat

Info

Publication number: DE1948601A1
Application number: DE19691948601
Authority: DE
Inventors: Reilly Victor Joseph
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1968-09-25
Filing date: 1969-09-25
Publication date: 1970-05-06
Also published as: BE739316A; FR2022195A1; US3598524A; GB1278519A

Description

E. I. DU PONT DB NEMOURS AND COMPANY
10th and Market Streets, Wilmington, Del. I9898, V.St.A.

Verfahren zur Herstellung von Natriumperborat

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Natriuraperborat mit einer relativ niedrigen Schüttdichte und einer relativ hohen Lösungsgeschwindigkeit, bei
dem Natriummetaborat und Wasserstoffperoxyd in eine wässerige Reaktioneaufschlänuiung von Natriumperborat eingespeist
und darin umgesetzt werden, aus der Natriumperborat in mehr ale einer Krietallieationszone kristallisiert wird. Sie Kristallisation in der ersten Zone erfolgt in Gegenwart einer
relativ hohen Konzentration an überschüssigem Natriummetaborat und die Vervollständigung der Kristallisation erfolgt in einer oder mehreren nachfolgenden Zonen in Gegenwart einer
relativ niedrigen Konzentration an überschüssigem Natriumme-

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taborat, die aus der Zugabe von Wasserstoffperoxid zu der Aufschlämmung in der nachfolgenden Kristallisationszone resultiert.

Katriumperborat ist ein wichtiges Handelsprodukt mit verschiedenen Anwendungen, wobei die Hauptanwendung die als Bleichmittel für Textilien und in Wasohvorgängen ist. Aufgrund der vielfältigen Anwendungen ist es in hohem MaB erwünscht, das Natriumperborat in Hinblick auf Kristallgröße und Kristallgestalt, Schüttdichte und lösungsgesohwindigkeit in vielfältiger Qualität su erzeugen« So ist für manche Zwecke ein Material mit madiger oder hoher Schüttdichte erwünscht oder erforderlioh, während für andere Zwecke ein Material mit relativ niedriger Schüttdichte erwünscht ist, beispielsweise, wenn das Katriumperborat mit anderen Materialien mit niedriger Dichte gemischt werden soll. Für eine derartige Anwendung ist der Typ von Natriumperborat am meisten erwünscht, der staubfrei ist und eine relativ niedrige Schüttdichte sowie eine relativ hohe iböeungsgesohwlndigkeit aufweist.

Das gewöhnliehe im Handel befindliche Katriumperborat 1st eine Verbindung der Ponrel

NaBO~ * 4H₂O

(die auch in der Form NaBO₂'K₂O₂'3H₂O geschrieben werden kann). Ss wird als "Katriujfiperboratteträhydrat" oder üblicher einfach als "Katriumperborat¹* bezeichnet. Dieser letztere Ausdruck wird la allgemeinen auch bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung verwendet.

Sin Verfahren zur Herstellung von Katriumperborat ist in der ÜSA-Patentflohrift 1 71$ 874 beschrieben. Dieses Verfahren umfaßt dl· Zugabe von Wasseratoffperoxyd au einer kalten L8-

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sung von Batriummetabozat. Das Produkt kristallisiert aus der Lösung in Fora von Agglomeraten von kleinen Kristallen aus. Sin anderes Verfahren ist in der USA-Patentschrift 2 380 779 besehrieben und umfaßt die Zugabe einer Lösung von Natriumhydroxid ssu einer Lösung von Wassers toffperoxyd und Borax. Ss wird ein niedrige Schüttdichte aufweisendes Produkt von feinen leuchen erhalten· Bin weiteres Verfahren sur Herstellung eines eine niedrige Schüttdichte aufweisenden Produkts» das aus porösen Kügelohen besteht, ist in der USA-Patentschrift 3 131 995» beschrieben. Dieses Verfahren ist ein ohargenweüses Verfahren, das unter sehr speziellen Bedingungen durchgeführt wird« Diese beiden bekannten Arbeitsweisen zur Herstellung von Material wit niedriger Schüttdichte ergeben Produkte» deren Kristalle oder Seilchen im allgemeinen ziemlich »erbrecbiich sind und deshalb bei der Handhabung asu Staubbildung führen.

Ss sind bereite verschiedene Arbeitsweisen sur Herstellung von Produkten mit großer Korngröße bekannt, die sich rasch auflösen. Derartige Arbeitsweisen sind gewöhnlich Agglomerat tionsmethodes, wie sie in den USA-Patentschriften 2 979 464 und 3 227 790 beschrieben sind» Da Agglomerationsmethoden von vorgebildetem Batriumperborat ausgehen, haben sie den lachteil, daß ein weiterer Arbeitssohritt erforderlich ist·

Ein anderes Verfahren sur Herstellung von Natriumperborat ist in der USA-Patentschrift 2 828 183 beschrieben. Dieses Verfahren ist auf die Herstellung eines Produkte gerichtet, das gegen Kuohenbildung beständig ist. Dieses Verfahren umfaßt die Hmeetsung vou Vasserstoffperoxyd und Natriummeta«- borat in einer Lesung» aus der das Kristallprodukt in Gegenwart von freiem Borax und vorzugsweise auch eines Ubereohus~ see an Natriummetaborat gebildet wird. Das Produkt hat eine relativ hohe Schüttdichte und besteht aus klumpenförmigen Kristallen, deren kleinste Ausdehnung einen Wert in der

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Größenordnung von etwa l/6 der größten Ausdehnung hat. Ein derartiges Produkt ist zwar für viele Anwendungen befriedigend, für andere Anwendungen ist jedoch seine Schüttdichte 2u groß und seine Auflösungegeschwindigkeit zu gering·

Ee besteht somit ein ausgeprägtes Bedürfnis nach einem Verfahren» das direkt ein Natriumperboratprodukt erzeugt, welches freifließend und staubfrei ist und eine relativ niedrige Schüttdichte sowie eine gute Auflösungsgeschwindigkeit aufweist. Die vorliegende Erfindung liefert ein derartiges Verfahren.

Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Natriumperborat, bei dem wässerige Lösungen von Natriummetaborat und Wasserstoffperoxid in eine wässerige Aufschlämmung von Natriumperborat eingespeist werden, in der das Natriummetaborat und das Wasserstoffperoxid umgesetzt werden und aus der das Natriumperboratprodukt kristallisiert wird« Erfindungsgemäß werden dabei (a) die Natriummetaborat- und Waaeeretoffperoxydlösungen in die wässerige !Aufschlämmung, die in einer ersten Kristailisationssone gerührt wird, mit derartigen.relativen Geschwindigkeiten eingespeist, daß in der flüssigen Phase der Aufschlämmung in dieser Zone eine Natriummetaboratkonzentration aufrechterhalten wird, die beträchtlich über der Konzentration davon liegt, die der Eonsentration von allem Wasserstoffperoxid, das in der flüssigen Phase in dieser Zone vorhanden ist, stöohiometrisoh gleich ist, (b) die Aufschlämmung wird aus der,ersten Kristalllsationszone in eine aweite Kristalllsationseone geleitet, worin sie gerührt wird, während Wassers toffperoxyd mit einem derartigen Mengenstrom eingespeist wird, daß eine beträchtliche Herabsetzung der Konzentration des Natriummetaborate in der flüssigen Phase der Aufschlämmung in der aweiten Zone erfolgt, und (o) anschließend wird Natriumperborat aus der Aufschlämmung abgetrennt.

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Nachfolgend werden bevorzugte Ausftihrungsf ormen der Erfindung beschrieben.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird Natriumperborat duroh Umsetzung von Natriummetaborat und Wasserstoffperoxyd gemäß der folgenden Gleichung

NaBO₂ + H₂O₂ + 3H₂O a NaBO₃'4HgO (a)

hergestellt. Das Reaktionsmedium ist eine wässerige Aufschlämmung des üatrlumperborats, in die die wässerigen Lösungen der Reaktionsteilnehmer eingespeist werden. Die Wasserstoffperoxydlösung kann fast jede der im Handel erhältlichen Lösungen sein, die Waeeerstoffperoxyd in einer Konzentration von etwa 20 Gew.-56 oder mehr H₂O₂ enthalten· Lösungen, die etwa 30 bis 50 % HgOg enthalten, sind im allgemeinen bevorzugt, wenngleich konzentriertere Lösungen verwendet werden können. Die Natriummetaborat-Besohiokungslösung enthält im allgemeinen Natriummetaborat NaBO₂ in einer Konzentration von 2 bis 4 Hol pro Liter, wenngleich Lösungen mit höheren oder niedrigeren Konzentrationen verwendet werden können· Die Konzentrationen von Natriumnetaborat und Wasserstoffper* oxyd in den jeweiligen Beschickungslösungen sollen derart sein, daß das in der Beaktlonsaufsohlämmung erzeugte Natriumperboratprodukt die Löslichkeit des Natriumperborats darin unter den Arbeitsbedingungen übersteigt, so daß das Perborat kristallisiert.

Die Natrlummetaborat-Besohiokungslösung kann hergestellt werden, indem vorgebildetes Natriummetaborat in Wasser oder in der Mutterlauge von einer vorhergehenden Natrlumperborather* •teilung aufgelöst wird« Alternativ und vorzugsweise wird die Lösung durch Umsetzung von Natriumhydroxyd mit Borax ge«.

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maß der nachfolgenden Gleichung

+ 2NaOH β 4NaBO₂ + H₂O (b)

hergestellt. Ersichtlicberweise kann bei der Herstellung der Metaborat-BeschiokungslSsung anstelle von Borax oder vorgebildetem Natriummetaborat Borsäure als Quelle für das erforderliche Bor verwendet werden.

Die wässerige Natriumperborat-Auegangsaufachlämmung, in die die Natriummetaborat- und Wasserstoff peroxyd-Beschickuugsiösungen eingespeist werden» kann eine Aufschlämmung von Natriumperborat in Wasser oder in der Mutterlauge von einer vorherigen Durchführung sein oder sie kann duroh Umsetzung «wischen Natriummetaborat- und Wasserstoffperoxydlusungen hergestellt werden.

Da Natriumperborat in der Aufschlämmung hergestellt und aus der Aufschlämmung kristallisiert wird, führt die Durchführung des Verfahrens au einer !Ergänzung des Teiles der Reaktionsaufsohlämmung, der erfindungsgemäfi aus der anfänglichen Kristallisationszone abgezogen und au einer weiten Kristallisationszone geleitet wird. Die Geschwindigkeit der Leitung der Aufschlämmung von der ersten zu der zweiten derartigen Zone und von der zweiten Zone zu einer Anlage zum Entwässern der Aufschlämmung ist etwa der Besohickungsgesohwindigkeit der Reaktlonsteilnehnerlusungen in dl« erste Zone gleich. Die Aufschlämmung wird in jeder Kristallisationszone gerührt bzw. bewegt.

Di· Natriummetaborat- und Waeserstoffperoxyd-Beeohiokungeluftungen werden erfindungegemäß in die Aufschlämmung in der •raten KriBtallisationsione mit dtrartigen relativen Qe-

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schwindigkeiten eingespeist, daß in der flüssigen Phase der Aufschlämmung dieser Zone eine Natoiummetaboratkonzentration aufrechterhalten wird, die beträchtlich Über der Konzentration davon liegt» die stöchiometrisoh der Konzentration an Wasserstoffperoxyd gleich ist, die in der flüssigen Phase dieser Zone vorliegt. Die Konzentration des überschüssigen Natriummetaborate ist im allgemeinen mindestens O₉I molar» beispielsweise O»l bis 1 molar» wobei die bevorzugten Konzentrationen etwa 0,2 bis 0,8 molar sind.

Ss ist ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung, das die Konzentration des überschüssigen Natriummetaborate, d.h., des rtatriummetaborats, das im Überschuß über die Menge vorliegt, die dem vorhandenen Wasserstoffperoxyd etöchiometrisch äquivalent ist, in der zweiten Kristallisationszone beträchtlich geringer ist als in der ersten Zone» d.h., die« se Konzentration soll im allgemeinen um mindestens etwa 20 £» beispielsweise um 20 bis 100 $, der Konzentration an überschüssigem Metaborat vermindert werden, die in der flüssigen Phase der Aufschlämmung in der ersten Kristallisationszone vorliegt. Vorzugsweise beträgt die Herabsetzung der Konzentration an überschüssigem Metaborat in der zweiten Zone 40 bis 70 i> seiner Konzentration in der ersten Zone. Derartige Herabeetzungen der Konzentration des überschüssigen Metaborate beim Übergang von der ersten in die zweite Kristalllsa* tionszone werden bewirkt, indem Wasserstoffperoxyd in die gerührte Aufschlämmung in der zweiten Zone eingespeist wird, um dadurch einen Teil des überschüssigen Metaborats in Perborat umzuwandeln.

Das Merkmal, daß die erste Kristallisationszone in Gegenwart einer relativ hohen Konze*«—ation an überschüssigem Natriummetaborat in der flüssigen Phase betrieben wird, ist insofern ausgeprägt vorteilhaft als es ein Natriumperboratprodukt sur

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Folge hat, das In Form von relativ dünnen flatten kristallisiert, die eine feste, abriebbeständige und trockene Struktur besitzen, wobei ein Produkt mit einer relativ niedrigen Schüttdichte und einer relativ hohen Auflösungsgesohwindigkeit erhalten wird. Wenn jedoch die Kristallisation des Perbora tprodukte in einer einzigen.Zone in Gegenwart einer derart hohen Konzentration an Überschüssigem Natriummetaborat durchgeführt wird, so neigen die Kristalle dazu, während des Trocknen» zusammenzukleben, so daß eine Trocknung durch die Üblichen technischen Methoden völlig undurchführbar ist. Es wurde nun gefunden, d&d die vorteilhaften Ergebnisse der Kristallisation in Gegenwart einer hohen Überschußkonaentration an Metaborat ohne diese unerwünschten Konsequenzen belbehalten werden können, wenn die Kristallisation des Perbora tprodukte in einer oder mehreren anschließenden Kristallisationszonen vervollständigt wird, denen die Reaktionsaufsohlämmung aus der ersten Zone zugeleitet wird, während Wasserstoffperoxid in eine derartige anschließende Zone oder in derartige anschließende Zonen eingespeist wird, um auf diese Weise eine beträchtliche Herabsetzung der Konzentration an überschüssigem Natriummetaborat in der flüssigen Phase in der oder den anschließenden Zonen zu bewirken· Sin Produkt, das durch Kristallisation in einer Vielzahl von Zonen unter diesen Bedingungen erzeugt worden ist, ist nicht nur durch eine feste Kristallstruktur, geringe Schüttdichte und rasche Auflösungsgeeohwindigkeit charakterisiert, sondern 1st auch freifliessend, wodurch es während des Trocknens und danaoh ausgezeichnete Beweglichkeit besitzt, so dad ohne Schwierigkeit leicht eine Trocknung erreicht werden kann.

Die Komponenten der flüssigen Phase der Beaktionsaufsohlttmmung werden zweckmäßigerweise als Natriummetaborat (NaBO₂), Wasserstoffperoxyd (H₂O₂) und Wasser beschrieben. Im allgemeinen können auoh kleine Mengen an Borax (Na₂B. 0«) vorhan-

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den sein, wenngleich die Verwendung von Metaborat-BesohiklcungalöBungen, die Borax enthalten» nicht wesentlich 1st. Etwa vorhandenes Borax scheint auf die Durchfuhrung des Verfahrens oder auf Typ oder Eigenschaften des erhaltenen Perboratprodukts keinen bedeutenden Einfluß auszuüben. Wenn jedoch Borax in Konzentrationen über etwa 0,8 molar vorliegt, so kann es dazu neigen, sich mit dem Natriumperborat auszuscheiden· !Dies ist nicht besonders schädlich, jedoch im allgemeinen unerwünscht, da das auf diese Weise in dem Produkt vorhandene Borax nur als ein Verdünnungsmittel wirkt·

Sie Konzentration an Borax oder an dem, was Borax genannt wird, in der Besohickungslösung oder in der wässerigen Phase der Reaktionsaufschlämmung sann durch Titrieren einer Probe* der ein Überschuß an Glycerin oder Mannit zugesetzt worden ist, mit Alkali bis zu einem Phenölphthaleinendpunkt bestimmt werden. Die Boraxkonzentration kann aus einer derartigen Titration folgendermaßen berechnet werden: .

ml Alkali χ Alkallnormalität Mol/ltr. Ka₉B_A0₇ =

* * ' 2 χ al der Probe

Die Konzentration des Natriumaetaborats in der Natriummetaborat-Besohickungelusung oder in der flüssigen Phase der Reaktionsaufsohlämmung kann bestimmt werden, indem eine getrennte Probe mit Säure auf einen Methylrot-Endpunkt titriert wird« Die Konzentration an Natriummetaborat kann aus einer derartigen Titration folgendermaßen berechnet Werdens

Mol/Ltr. NaBO₂ *

EmI Säure χ S*urenormalitätT| Γ .'->-* ____. - I 2 χ Mol/Ltr. ml Probe J L

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Die Konzentration an Wasserstoffperoxid in der Wasserstoffperoxyd-Beschiekungslösung oder in der flüssigen Phase der Reaktionsauf schlämmung kann durch Titration mit Kaliumpermanganat in bekannter Weise bestimmt werden, wobei die Konzentration dann als Hol H₂O₂ pro Liter berechnet wird.

Wenn die Natriummetaborat- und Wasserstöffperoxydkonzentrationen in der flüssigen Phase der Reaktionsaufsehlämmung in der oben angegebenen Weise bestimmt und, berechnet worden sind, so stellt der Unterschied zwischen den molaren Konzentrationen an Natriummetaborat und an Wasserstoffperoxid die Konzentration an "überschüssigem" Natriummetaborat dar_o Bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung ist somit die Konzentration an "überschüssigem" Natritsiiaytaborat folgendermaßen definiert:

Mol/L· tr _β überschüssiges NaBO₂ = Mol/L tr. UaBO₂ - Mol/Ltr. H₂O

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Kristallisation in der ersten Zone, während die Beschikkungslösungen mit derartigen relativem Geschwindigkeiten eingespeist werden, daß in der flüssigem IHmB^ der Aufschlämmung eine Konzentration an "überschüssigem" Natriummetaborat (wie oben definiert) von mindestens 0,1 molar, beispielsweise von 0,1 bis 1 molar, und vorzugsweise von 0,2 bis 0,8 molar aufrechterhalten wird. Die Kristallisation in der oder den nachfolgenden Zonen wird andererseits durchgeführt, während in die Aufschlämmung genügend Wasserstoffperoxyd eingespeist wird, um die Konzentration an "überschüssigem" Natriummetaborat (wie oben definiert) in der flüssigen Phase um mindestens 20 #, beispielsweise um 20 bis 100 £ und vorzugsweise um 40 bis 70 i> der Konzentration an derartigem "überschüssigen" Natriummetaborat zu vermindern, das in der ersten Zone vorhanden ist. Es ist gewöhnlich erwünscht, daß die in die

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zweiten oder .anschließenden Zonen eingespeiste Menge an Wasserstoff peroiyd kleiner ist als die Menge, die eur Anwesenheit von freiem Wasserstoff peroxyd führt₀ d.h., von Wasser* stoffperoiyd im Überschuß Über die Menge, die allem in der flüssigen Phase vorhandenen Hatriummetaborat stöchiometrisch äquivalent ist.

Sas nachfolgende Beispiel soll das erflndungsgeoäße Verfahren weiter veranschaulichen. Alle molaren Konsentrationen sind in der oben angegebenen Weise bestimmt.

Beispiel Teil (a) (nicht erfindungsgemäfi)

Durch Umsetzung von Natriumhydröxyd und Borax in einer Mutterlauge von einer vorhergehenden Kristallisation wird eine Natriummetaboratlösung hergestellt, die 2,9 Mol Natriummetaborat (NaBO₂) und 0,05 Mol Borax (Na₂B,0^) pro Liter enthält· Diese Lösung, der ein Magnesiuwsilikat-Stabilieierungsmlttel zugesetzt wird, und eine 35 gew.-^ige wässerige Lösung von Wasserstoffperoxyd werden in eine gerührte Aufschlämmung von ftatriumperborat, die bei 35⁰O gehalten wird, eingespeist, während die relativen Mengen dieser Beschickungen so reguliert werden, daß in der flüssigen Phase der Aufschlämmung eine Natriummetaboratkonzentration von 0,43 molar aufrechterhalten wird. Die Wasserstoffperoxydkonsentration in der flüssigen Phase ist 0,24 molar, so daß die Konventration an überschüssigem Natriurametaborat 0,19 molar beträgt» Produkt« aufschlämmung wird aus dem Behälter abgesogen, in den ,die Besohiokungslösungen eingespeist werden, die abgesogene Auf* sohläanung wistf durch Zentrifugieren entwässert und. das sich ergebende feuchte Kristallprodukt vird in einem Warmluft-Eotationetrookner getrocknet. Bei der Bewegung der feuchten Xristall· in da» Trookner und beim Austragen dt· gttrockne-

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ten Natriumperboratprodukts tritt keine. Schwierigkeit auf. Dieses Verfahren zur Herstellung von Natriumperborat entspricht im wesentlichen dem in der USA-Patentschrift 2 828 183 beschriebenen Verfahren.

Teil (b) (nicht erfindungsgemäß)

Natriumperborat wird im wesentlichen in der gleichen Weise wie in Teil (a) hergestellt, mit der Ausnahme, daß die relativen Geschwindigkeiten, mit denen die Beschickungelösungen in die Reaktionsaufschlämmung eingespeist werden, so eingestellt werden, daß in der flüssigen Phase der Aufschlämmung eine Natriummetaboratkonzentration von 1,05 molar aufrechterhalten wird. Da die Wasserstoff perozydkonzentration in der flüssigen Phase 0,40 molar ist, ist die Konzentration an überschüssigem Natriummetaborat 0,65 molar. Die aus dem Reaktionsbehälter abgezogene Aufschlämmung wird wie in Teil (a) entwässert und getrocknete Beim Trocknen treten jedoch aufgrund einer Neigung der Kristalle, aneinander und am Trockner zu kleben, beträchtliche Schwierigkeiten auf, was wahrscheinlich auf den hohen Gehalt der die Kristalle benetzenden Mutterlauge an gelösten Feststoffen zurückzuführen ist. Diese. Trocknungsschwierigkeiten sind derart, daß sie eine technische Durchführung außerordentlich schwierig machen. Die Produktkristalle haben jedoch etwa die gleiche erwünschte Gestalt und die gleichen physikalischen Eigenschaften wie die des im nachfolgenden Teil (c) hergestellten Produkts.

geil (c) (erfindungsgemäß)

Es werden die gleichen Beschickungslösungen verwendet und es wird der gleichen allgemeinen Arbeitsweise gefolgt, wie sie in Seil (a) und (b) beschrieben sind, mit der Ausnahme, daß die relativen Besohickungsgesohwindigkeiten der Besohiokungslösungen so reguliert werden, daß in der flüssigen Phase der

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Perboratauf schlämmung eine Natriummetaboratkonssentration von 1,05 molar, d.h., die gleiche wie in Seil (b), aufrechterhalten wird· Die Wasserstoffperoxydkonzentration in der flüssigen Phase ist wie in Seil (b) 0,4 molar und die Konzentration an überschüssigem Natriummetaborat ist 0,65 molar. In diesem Tall wird das Reaktionsaufschlämmungsprodukt statt einer direkten Entwässerung in einen zweiten Behälter überführt, in dem es gerührt wird und dem Wasserstoffperoxid mit einer derartigen Geschwindigkeit zugesetzt wird, daß die Natriummetaboratkonsentration in der flüssigen Phase in dem swelten Behälter auf 0,55 molar herabgesetzt wird. Da die Waeserstoffperoxydkonsentration in der flüssigen Phase in dem zweiten Behälter 0,3 molar ist, ist die Konzentration des überschüssigen Natriummetaborate 0,25 molar. Sie Temperatur der Aufschlämmung in dem sweiten Behälter ist 39⁰O oder 4⁰O holier nie die Temperatur in dem ersten Behälter, aufgrund von bei der Kristallisationsreaktion freigesetzter Wärm«. Reaktionen aufschlämmung wird aus dem «weiten Behälter abgesogen und wie in Seil (a) und (b) entwässert und getrocknet· Im Gegensatz isu den Erfahrungen beim Trocknen des Produkts von Seil (b) verläuft die Trocknung nun ohne Schwierigkeit. Sie Kristalle bewegen sioh in dem Trookner und durch den Trookn&r so leicht wie die Kristalle des Produkte von Seil (a) und si· haben praktisoh keine Neigung, aneinander oder an den Wänden des Trockners zu kleben.

in der nachfolgenden Tabelle sind verschiedene Eigenschaften der in Teil (a) und (c) erzeugten Perboratprodukte verglichen:

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Teil (a) Teil (o)

mittlere KristallgrÖSe 310/U 260/U

Schüttdichte, g/ml 0,85 .0,68

Auflösungsgesohwindigkeit (Minuten zur Auflösung von 10 g in « «c _M4_ _{o r} 1 itr. Wasser bei 38⁰C (100⁰I¹) *»^fp ^¹¹³' ^^flJ und standardisierten Bedingungen)

Verhältnis von länge zu Breite zu

Dicke 6,5:3:1 8s4:l

Aus der obigen Tabelle ist zu ersehen, daß die Arbeitsweise von Teil (c), bei der die Kristallisation entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren in zwei getrennten Zonen durchgeführt wird, ein Produkt ergibt, das beträchtlich weniger dicht ist und eine beträchtlich höhere Auflösungsgeschwindigkeit besitzt als das gemäß der Arbeitsweise von Teil (a) erhaltene Produkt, bei dem die Kristallisation in einer einzigen Zone durchgeführt wird. Das Produkt von Teil (c) setzt sioh aus plattenähnlichen Kristallen zusammen, die abriebbeständig sind, weshalb das Produkt im wesentlichen staubfrei ist. Das Produkt ift auch .freifließend und bleibt es auch während der lagerung.

Sin Vorteil der Zugabe von Wasserstoffperoxyd in der zweiten Kristallisationszone ist, daß eine derartige Zugabe die Metaboratkonzentration in der flüssigkeit herabsetzt und dadurch normalerweise die Metaboratmenge vermindert, die bei der üblichen flüssigkeitsentleerung verlorengeht, ohne in irgendeiner Weise die Peroxydmenge zu erhöhen, die bei einer derartigen Entleerung verlorengeht. Der Grund dafür 1st, daß das eingespeiste Peroxyd mit gelöstem Metaborat reagiert und dieses in Natriumperborat umwandelt, das kristallisiert und als Produkt gewonnen wird.

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Das erfindungsgemäße Verfahren kann unter Verwendung von Reaktioneteaperaturen la Bereich von etwa 5 bis 5O⁰O durchgeführt werden, wenngleich klar bevorzugt let, dafl die lemperaturen innerhalb des Bereiches von 20 bis 4-O⁰O liegen* Die optimale Menge an in der flüssigen Phase der Reaktion»* aufsohlämnung der ersten Kristalllsationseone vorhandeneis überschüssigem Hatrluametaborat variiert etwa« in Abhängigkeit von der Temperatur, bei der die umsetzung durchgeführt wird. Ia allgemeinen nimmt die optimale Konsentration an überschüssigem Metaborat ab, wenn die Reaktionstemperatur abnimmt, und nimmt umgekehrt zu, wenn die Temperatur erhöht wird. Unabhängig davon, bei welcher Temperatur die umsetzung durchgeführt wird, soll jedoch die Konzentration des überschüssigen Metaborate in der ersten Krlstallisatlonssone be» träohtlioh größer sein als seine Konsentration in der zweiten Erietallisationszone. Anstatt die Kristallisation in einer zweiten Zone zu vervollständigen, können swel oder mehrere Krlstallisatiotiseonen im Anschluß an die erste KrI-stallisationssone verwendet werden, wenngleich die Verwendung von zwei Zonen im allgemeinen sehr befriedigende Ergebnisse liefert·

Statt einer einfachen Zugabe von Wasserstoffperoxid zu der »weiten Kristallisationssone zur Herabsetzung der Metaboratkonsentration in dieser Zone um mindestens 20 jC, vorzugsweise um 40 bis 70 £ seiner Konsentration in der ersten Zone kann auoh der zweiten Zone zusammen alt dem zugesetzten Wasserstoffperoxid etwas Hatriummetaborat zugesetzt werden. Bs 1st lediglich notwendig, daß eine größere Anzahl an Molen an Wasserstoffperoxid ale an Vatriummetaborat der zweiten Zone zugesetzt wird, damit insgesamt eine Herabseteung der Metaboratkonzentration erreicht wird. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens können somit erreicht werden, indes swel oder mehrere Kristallieationsbehllter in Reih· verwendet werden und Wasserstoffperoxyd oder eine an Was-

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eerstoffperoxyd reiche Beeohlclcung mindestens einem anderen der Krlstallleatoren ale dem ersten In der Reihe eugesetst wird.

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Claims

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PASENTANSPBUOH

Verfahren zur Herateilung von Natriumperborat, wobei eine wässerige lösung von ITatriunaaetaborat und Vasserstoffperoxyd in eine wässerige Aufschlämmung von Natriumperborat eingespeist wird, worin das Metaborat und das Wasserstoffperoxyd beispielsweise bei 20 bis 4O⁰C umgesetzt werden und aus der das Natriumperborat kristallisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) die Natriuometaborat- und WasserstoffperoxydlUsung in die Aufschlämmung, die in einer ersten Kristallisationszone gerührt wird, mit einer derartigen Geschwindigkeit einepeist, daß in der flüssigen Phase der Aufsohlämmung in dieser Zone eine Natriummetaboratkonzentration aufrechterhalten wird, die beträchtlich über der Konzentration davon liegt, die der in der flüssigen Phase vorhandenen Konzentration an Wasseretoffperoxyd stöohiometrisoh gleich ist, wobei insbesondere ein Überschuh von 0,1 bis 1 molar und vorzugsweise von 0,2 bis 0,8 molar vorliegt,

(b) die Aufschlämmung von der ersten Kristallisationszone zu einer zweiten Kristallisationszone leitet, worin sie gerührt wird, während Wasserstoffperoxid mit einer derartigen Geschwindigkeit eingespeist wird, daß eine beträchtliche Herabsetzung der Konzentration des Natrlummetaborats in der flüssigen Phase der Aufsohlämmung in dieser zweiten Zone erfolgt, insbesondere eine Herabsetzung von 20 bis 100 $> und vorzugsweise von 40 bis 70 £ der Konzentration in der ersten Kristallisationssone, und

(o) Natriunperborat anschließend von der Aufsohlämaung abtrennt.

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