DE1957825C3 - Verfahren zur Herstellung von Natriumpercarbonat von geringem scheinbaren spezifischen Gewicht - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hcrstel- -m lung von Natriumpercarbonat von geringem scheinbaren spezifischen Gewicht.

Es ist bekannt, daß Persalze, z. B. Natriumperborat und -pcrcarbonat als bleichende Agenzien in Waschmittel einverleibt werden. -n

Das Natriumperborat und -percarbonat, welche nach den üblichen Verfahren erhalten werden, besitzen ein deutlich höheres scheinbares spezifisches Gewicht als dasjenige der anderen Bestandteile der Waschmittel. Hieraus kann sich eine Anhäufung der w Persalze in den Pulvern bei der Konditionierung und dem Transport derart ergeben, daß zum Zeitpunkt des Gebrauchs die Zusammensetzung dieser Pulver häufig ungleichmäßig ist, was ernstliche Übelständc bei der Wische hervorruft. ■>-,

Verschiedene Mittel wurden vorgeschlagen, um das scheinbare spezifische Gewicht dieser Persalze zu verringern, ßcispielswcisc stellt man nach einem bekannten Verfahren Natriumperborat von niedrigem scheinbaren spezifischen Gewicht dadurch her, daß ho man in Gegenwart kleiner Mengen eines Polymetaphosphats «der eines Tetraphosphats der Alkalien oder lies Ammoniums arbeitet. I is wird betont, daß die anderen Phosphate diese Fähigkeit nicht aufweisen. „-,

Im lall der Herstellung von Natriumpercarbonat erwähnt die technische Literatur nur. daß der Zusatz von Mctiiphosphat des Natriums, auch l'olymetaphosphat genannt, wie beispielsweise Hexametaphosphat oder Grahamsalz günstig die granuläre Art des Niederschlags aus Natriumpercarbonat ohne jegliche weitere Einzelheit oder Erläuterung beeinflußt.

In Analogie mit ihrem Verhalten im Fall von Natriumperborat sollte man normalerweise erwarten, daß die Phosphate das scheinbare spezifische Gewicht von Natriumpercarbonat in der gleichen Weise beeinflussen würden.

Es konnte nun aber bei derartigen Versuchen festgestellt werden, daß die Tetrapolyphosphate oder Tetraphosphate das scheinbare spezifische Gewicht des Natriumpercarbonats nicht modifizieren, und daß die Polymetaphosphate, insbesondere das Hexametaphosphat, im Gegenteil eine Erhöhung des scheinbaren spezifischen Gewichts hervorrufen, aber daß das scheinbare spezifische Gewicht des Natriumpercarbonats erniedrigt werden kann, wenn man Phosphate der Alkalimetalle oder des Ammoniums, z. P-. die Orthophosphate, Pyrophosphate, Tripolyphosphate und gewisse andere Polyphosphate benutzt.

Mit anderen Worten, es wurde überraschenderweise gefunden, daß die Phosphate, welche ermöglichen, das scheinbare spezifische Gewicht des Natriumperborats zu verringern, sich nicht dazu eignen, dasjenige des Natriumpercarbonats zu erniedrigen, während die Phosphate, welche keine Wirkung auf das scheinbare spezifische Gewicht des Perborats ausüben, alle im Fall des Natriumpercarbonats wirksam sind.

Daher besteht das erfindungsgemäße Verfahren, um Natriumpercarbonat von niedrigem scheinbaren spezifischen Gewicht herzustellen, darin, das Natriumpercarbonat zu kristallisieren unter Ausgehen von seinem Bildungsmilieu in Gegenwart einer kleinen Menge eines Phosphats der Alkalimetalle oder des Ammoniums, im nachstehenden mit Me bezeichnet, ausgewählt aus der Gruppe, weiche die Phosphate umfaßt, in welchen das Molarverhältnis Me₂OZP₂O₅ zwischen 3 und 1,67 liegt, und die Phosphate, in welchen das Molarverhältnis Me₂OZP₂O₅ zwischen 1,4 und 1,1 liegt.

Die Phopshate, in welchen das Molarverhältnis Me₂OZP₂O, zwischen 3 und 1,67 liegt, sind die Orthophosphate, Pyrophosphate und die Tripolyphosphate, in welchen die molaren Verhältnisse Me₂OZP₂O₅ die Werte 3,2 und 1,67 aufweisen. In der Kategorie der Phosphate mit Molarverhältnissen Me₂OZP₂O₅ zwischen 1,4 und 1,1 befinden sich insbesondere die Pentapolyphosphate usw.

Ausgeschlossen für die Zwecke der Erfindung sind die Tetrapolyphosphate (Molarverhältnis Me₂OZ P-O₅ = 1,50) und auch alle Polymetaphosphate, die mitunter auch als Metaphosphate bezeichnet werden (Molarverhältnis Me₂OZP₂O₅ zwischen 1,1 und 1,0).

Die üblichen Verfahren zur Herstellung von Natriumpercarbonat der Formel 2Na₂CO₃ · 3H₂O₂ bestehen darin, in kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Weise unter Zusammenbringen wäßriger Lösungen von H₂O₂ mit verschiedenen Konzentrationen und von anhydrischem oder hydratisiertem Natriumcarbonat oder dessen wäßriger Lösung von verschiedenen Konzentrationen gegebenenfalls mit einem Gehalt :in liner geringen Menge an NaHCO, ode NaOH unter Aufrechterhalten einer Temperatur in der Größenordnung von O bis 35 ^Ί C zu arbeiten, um jeglichen Verlust an aktivem Sauerstoff zu vermeiden.

Im allgemeinen benutzt man Natriumcarbonat.

welches zuvor von solchen metallischen Verunreinigungen befreit wurde, welche imstande sind, die Zersetzung des Wasserstoffperoxyds und der Persalze zu katalysieren, insbesondere Eisen, Nickel, Kupfer und dergleichen; diese Reinigung kann beispielsweise durch Calcinieren, Fällen mittels Calciumsalzen, Leiten durch Ionen-austauschende Harze, Elektrolyse usw. ausgeführt werden.

Vorzugsweise wird die Herstellung des Natriumpercarbonats in Gegenwart von bekannten Stabilisatoren, z. B. Natriumsilikat, Magnesiumsilikat, Magnesiumsulfat und dergleichen, gegebenenfalls in situ gebildet, durchgeführt.

Um die Ausbeute an der Fällung zu vergrößern, nimmt man gewöhnlich eine Aussalzung durch NaCI oder durch ein anderes Salz, welches auch Na,CO₃ selbst sein kann, vor. Im letzteren Fall wurde schon empfohlen, einen solchen Überschuß an Na₇CO₃ anzuwenden, so daß das Gewichtsverhältnis Na₁CO₃/ H₂O₂ der eingesetzten Reaktanten vorzugsweise zwischen 2,5 und 3,5 liegt.

Das scheinbare spezifische Gewicht der Percarbonate, welche man beim Arbeiten in Abwesenheit von Phosphaten erhält, aber bei Veränderung verschiedener Faktoren unter den allgemeinen und im nachstehenden spezifizierten Arbeitsbedingungen, bleibt gleich oder ist höher als 0,70 kg/dm³, wie auch das eingesetzte Herstellungsverfahren ist. Ebenso ist die Verbesserung infolge der erfindungsgemäßen Anwesenheit von Phosphaten praktisch konstant und unabhängig von der angewendeten Arbeitsweise zur Herstellung des Natriumpercarbonats aus H₂O₂ und Na₂CO₃. Diese Vc.besserung ist jedoch eine Funktion der Art des zugesetzten Phosphats :-.nd auch der zugesetzten Mengen daran.

Die gemäß der Erfindung bevonr-igten Phosphate sind das Tetranatriumpyrophosphat, das Trinatriumorthophosphat und das Pentanatriumtripolyphosphat.

Man erhält schon eine merkliche Verringerung des scheinbaren spezifischen Gewichts des Natriumpercarbonats, wenn man in Anwesenheit von Phosphaten in so geringen Mengen wie 0,01%, bezogen auf das Gewicht des erhaltenen Percarbonate, arbeitet. Höhere Mengen vergrößern die Wirkung, aber höhere Zusätze als 5% des gebildeten Percarbonats bringen keine wesentliche Verbesserung, so daß es nicht vorteilhaft ist, diesen Wert zu überschreiten. Vorzugsweise werden Phosphate in Mengen von 0,1 bis 2 Gew.% des gebildeten Percarbonats angewendet.

Die Erfindung wird noch an den folgenden Beispielen erläutert, die in Gegenwart verschiedener Phosphate durchgeführt wurden.

Beispiel 1

Zu 1 kg einer wäßrigen Lösung von H₂O₂ von 50% setzt man unter Rühren 3 g Magnesiumsilikat, 15 g Natriumpyrophosphat und 3,5 kg wasserfreies Natriumcarbonat hinzu.

Das Reaktionsmilieu wird so abgekühlt, daß seine Temperatur 30° C nicht überschreitet. Dann fügt man 500 g festes NaCI hinzu.

Nach 1 stündigem Rühren wird die Suspension filtriert und die Fällung abgeschleudert und getrocknet. Man gewinnt 1.4 kg Natriumpercarbonat, dessen scheinbares spezifisches Gewicht 0,53 kg/dm' ist.

Beispiel 2
Zu I Tonne einer wäßrigen Lösung von H,O, von 20% setzt man 5 kg MgCI₂ · 6H₂O und 16,5 kg einer Lösung von Natriumsilikat von 36° Be hinzu, dann führt man unter Rühren 600 kg wasserfreies Natriumcarbonat, welches feingemahlen und mit IO kg Natriumtripolyphosphat und mit 100 kg festem NaCI gemischt ist, mit einer solchen Geschwindigkeit ein, daß die Temperatur des Reaktionsmilieus unterhalb 30 bis 35° C bleibt.

Man erhält nach dem Abschleudern und Trocknen

in 550 kg Natriumpercarbonat von einem scheinbaren spezifischen Gewicht von 0,57 kg/dm'.

Beispiel 3

In einen mit Kühleinrichtung versehenen Mischer führt, man einerseits 250 kg einer wäßrigen Lösung von 30% Na₂CO₃ und 1 kg Magnesiumsilikat und andererseits 100 kg einer wäßrigen Lösung von H₂O₂ von 35% und 750 g Natriumpolyphosphat von einem molaren Verhältnis Na₂0/P₂O₅ gleich 1,25 ein.
Man arbeitet so, daß'die Temperatur 35° C nicht überschreitet. Man setzt dann 50 kg NaCI hinzu und kühlt dann langsam das Reaktionsmilieu auf 50° C ab.

Man gewinnt nach dem Abschleudern und Trocknen 93 kg Natriumpercarbonat mit einem scheinbaren spezifischen Gewicht von 0,63 kg/dm³.

Beispiel 4

Man arbeitet wie bei Beispiel 3, setzt aber diesmal jo ein:

- 1 Tonne einer Lösung von Na₂CO, von 18%,

- 110 kg einer Lösung von H₂O, von 79%,

- 200 kg NaCI

- 2 kg Natriumorthophosphat.

Man erhält 200 kg Natriumpercarbonat von einem scheinbaren spezifischen Gewicht von 0,56 kg/dm³. Wenn man gemäß einem der vorstehenden Beispiele in Gegenwart von Metaphosphat arbeitet, liegt das scheinbare spezifische Gewicht des erhaltenen

Natriumpercarbonats immer oberhalb 0,70 kg/dm³.

Wenn man ohne jegliches Phosphat arbeitet, liegt

das scheinbare spezifische Gewicht des erhaltenen Natriumpercarbonats in der Größenordnung von

0,70 kg/dm'.

4-, Selbstverständlich sind diese Beispiele nicht beschränkend. Auch können der verwendete Stabilisator bzw. das Phosphat entweder in der wäßrigen Lösung von H₂O₂ gelöst oder gleichzeitig wie das Carbonat eingeführt oder teilweise in der H_?O₂-Lösung gelöst

■>o und teilweise wie d<?s Carbonat eingeführt werden.

Das Salz zum Aussalzen kann in der wäßrigen Lösung des H₂O₂ gelöst oder in fester Form gleichzeitig mit oder nach dem Carbonat eingeführt werden.

Eine Reihe von Versuchen nach dem einen oder

>5 anderen der erwähnten Verfahren wurde durchgeführt zu dem Zweck, die verschiedenen Phosphate hinsichtlich ihres Einflusses auf das scheinbare spezifische Gewicht untereinander zu vergleichen und ebenso, um die Schwankungen des scheinbaren spezi-

M) fischen Gewichts als Funktion zunehmender Mengen des gleichen eingesetzten Phosphats zu prüfen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

Das in Betracht gezogene scheinbare spezifische

h-, Gewicht ist das scheinbare spezifische Gewicht, welches durch freies Fließen gemäß dem in der belgischen Patentschrift 577317 beschriebenen Verfahren bestimmt wird.

Tabelle

eingesetzte Phosphate

eingesetzte Menge in g/kg des ausgefällten Natriumpercarbonats

scheinbares spezifisches C- "vicht kg/dm¹

(Kontroli versuch)	0	0,70
Metaphosphate (Kontrollversuche)	1 4 12 20	0,72 0,75 0,76 0,80
Telraphosphate (Kontrollversuche)	1 4 12 20	0,70 0,70 0,71 0,69

	1 4 12 20	6	0,60 0,5« 0,55 0,52
Orthophosphate	I 4 12 20		0,53 0,55 0,52 0,52
Pyrophosphate Phosphate

Tripolyphosphate . _,
20

	Hl	1	0.65
Polyphosphate	4 12	0,61 0.65
	20	0.63

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Natriumpercarbonat von niedrigem scheinbaren spezifischen Gewicht durch Umsetzung zwischen Wasserstoffperoxyd und Natriumcarbonat in wäßrigem Milieu, dadurch gekennzeichnet, daß man die Herstellung des Natriumpercarbonats in Gegenwart einer geringen Menge eines Phosphats eines in Alkalimetalls oder des Ammoniums ausführt, ausgewählt aus der Gruppe, welche gebildet ist durch die Phosphate, worin das Molarverhältnis Me₂OZP₂O₅ zwischen 3 und 1,67 liegt, und den Phosphaten, in welchen das Molarverhältnis Me₂OZP₂O₅ zwischen 1,4 und 1,1 liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Phosphat Tetranatriumpyrophosphat ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Phosphat Trinatriumorthophosphat ist.

4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß daseingesetzte Phosphat Pentanatriumtripoiyphosphat ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zugesetzte Phosphatmenge zwischen 0,01 und 5% vom Gewicht des gebildeten Natriumpercarbonats beträgt.