DE2003501B2 - Verfahren zur Herstellung trockener, rieselfähiger Granalien, die im wesentlichen aus Natriumcarbonat und Natriumhydroxid bestehen - Google Patents

Description

30 bis 80 Gewichtsprozent, vorzugsweise 40 bis 60 Ge- die im wesentlichen aus Natriumcarbonat und Nawiehtsprozent, betragen. Es wäre zu erwarten, daß triumhydroxid bestehen und auch KristaUwasser diese Natriumhydroxidlösungen nur in solcher Menge enthalten können. Dieses Produkt braucht einem eingesetzt werden könnten, wie das vorgelegte wasser- besonderen Trocknungsverfabren an sich nicht unterfreie Natriumcarbonat Hydratationswasser zur Mono- 5 worfen zu werden. Die auf Na|O berechnete Gesarathydratbildung aufnehmen kann. Überraschenderweise alkalität dieser Granalien kann trotz des in ihnen wurde jedoch festgestellt, daß auch Über diese Menge enthaltenen Kristallwassers zumindest genauso groß hinaus noch Wasser gebunden wird, so daß erfindungs- oder größer sein wie die Gesamtalkalität der gleichen gemäß eine unerwartet große Menge an wäßriger Menge an wasserfreiem Natriumcarbonat. Zur Aus-Natriumhydroxidlösung zu einem festen Granulat io treibung des Kristallwassers kann das Produkt jedoch verarbeitet werden kann, das keinerlei Neigung zum auch zusätzlich getrocknet oder calciniert werden. Zusammenbacken zeigt. Falls Natriumbydroxidlösun- Durch diese Maßnahme erhöht sich der NajO-Gehalt gen aus technischen Verfahren eingesetzt werden der erfindungsgemäß erzeugten Granalien. In jedem sollen, die auf Grund ihrer Entstehung einen gerin- Fall haben die erfindungsgemäß hergestellten Granalien geren Gehalt an NaOH aufweisen, so können diese 15 Mn höheres Schüttgewicht als das hierfür als Ausgangs-Lösungen nach bekannten Verfahren, beispielsweise material eingesetzte Natriumcarbonat. Insbesondere durch Verdampfen von Wasser, leicht aufkonzentriert können die erfindungsgemäßen Granalien ohne jegwerden. Als Natriumcarbonat soll vorzugsweise das liehe Staubbelästigung gehandhabt werden und bleiben wasserfreie Produkt zur Durchführung des erfindungs- auch nach längerer Lagerung völlig ücseifähig. Auf gemäßen Verfahrens verwendet werden. Besonders sw Grund dieser Eigenschaften lassen sich die erfindungsvorteilhaft wird ein nach dem Ammoniaksoda- gemäßen Granalien leicht dosieren und in Feststoff-Verfahren erzeugtes Natriumcarbonat eingesetzt. Die- gemenge einmischen. Durch den Zusatz der erfindungsses Natriumcarbonat wird zur Erzeugung eines gemäßen Granalien zu leicht staubenden Feststoffbewegten Bettes in eine Mischapparatur, beispielsweise gemengen wird die bei deren Hyndhabung auftretende in eine Drehtrommel oder in eine Mischschnecke, 95 Staubbelästigung sehr stark herabgemindert.
eingespeist und dort in lebhafte gleichmäßige Bewe- Insbesondere lassen sich die erfindungsgemäßen gung versetzt. Es ist auch möglich, das Natrium- Granalien mit Vorteil als Neutralisierungsmittel in carbonat in eine Vorrichtung einzuführen, in der es Glasgemengen an Stelle des bisher verwendeten von unten von einem Luft- oder Heißgasstrom durch Natriumcarbonats einsetzen, da die erfindungsgemäßen blasen wird, der 'as Natriumcarbonat nach Art eines 30 Granalien auch die bei der Handhabung der bisher Fließbettes aufwirbelt. Auf dieses bewegte Bett aus bekannten Gemenge dieser Art auftretende Staub-Natriumcarbonat wird zn ein.r oder mehreren belästigung auf ein Minimum herabsetzen. Zur örtlich voneinander getrennten Stellen der Misch- Bereitung solcher Glasgemenge werden vorteilhaft vorrichtung die Natriumhydroxyaiösung aufgedüst. 40 bis 60 Gewichtsteile der erfindungsgemäßen Gra-Die an jeder Stelle in der Zeiteinheit aufgedüste Menge 35 nalien mit 60 bis 40 Gewichtsteilen feinvermahlenem an Natriumhydroxidlösung ist hierbei so zu bemessen, Quarz, Sand, Calciumcarbonat oder eines Gemisches daß die entstehende Mischung während des ganzen dieser Komponenten vermischt. Mit den gleichen Verlaufs des Mischvorgangs trocken erscheint und technischen Vorteilen kann auch bei anderen Einsatzrieselfähig bleibt. Diese Menge an Natriumhydroxid- zwecken das bisher verwendete leicht staubende lösung kann durch einfache Vorversuche leicht er- 40 Natriumcarbonat durch die erfindungsgemäßen Gramittelt werden. Insgesamt werden vorteilhaft auf nahen ersetzt werden.

1 Gewichtsteil wasserfreies Natriumcarbonat 0,1 bis Einige Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung

1,0 Gewichtsteile Natriumhydroxidlösung aufgedüst. näher erläutern.

Sofern diese Maßnahmen bei Raumtemperatur durch- Beispiel 1

geführt werden, wird das gesamte mit der Natrium- 45

hydroxidlösung eingebrachte Wasser gebunden. Die In eine mit einem Rührwerk versehene Mischin der Zeiteinheit aufgedüste Menge an Natrium- trommel werden 65 Gewichtsteile wasserfreies Nahydroxidlösung kann jedoch gesteigert werden, wenn triumcarbonat mit einem Schüttgewicht von 0,6 kg/1 das Natriumcarbonat mit einer Temperatur von 100 zu einem lebhaft bewegten Bett aufgewirbelt. Auf bis 300⁰C, vorzugsweise 200 bis 270⁰C, eingesetzt 50 dieses Bett werden langsam 35 Gewichtsteile einer wird und gegebenenfalls während des gesamten Misch- Natriumhydroxidlösung mit 50 Gewichtsprozent Vorganges auf dieser Temperatur gehalten wird. NaOH so aufgesprüht, daß die freie Rieselfähigkeit Besonders günstig wird uas hierfür eingesetzte Na- des Bettes stets erhalten bleibt. Es entsteht ein trocketriumcarbonat direkt aus der Calcinierungsvorrichtung nes, rieselfähiges Produkt mit einer Gesamtalkalität des Ammoniaksoda-Verfahrens entnommen, da es 55 von 51,5 Gewichtsprozent Na₈O und einem Schüttdiese mit der für die Durchführung des erfindungs- gewicht von 1,1 kg/1. Das Produkt enthält keinerlei gemäßen Verfahrens vorteilhaften Temperatur ver- Staubanteile,
läßt. Durch diese Maßnahmen wird die Verdampfung Beispiel 2
eines wesentlichen Teils des mit der Natriumhydroxidlösung in die Mischung eingeführten Wassers bewirkt. 60 In dem im Beispiel 1 beschriebenen Mischer werden Die Verdampfung dieses Wassers kann zusätzlich 50 Gewichtsteile einer handelsüblichen »leichten Soda« durch eine gute Belüftung der Mischvorrichtung (wasserfreies Natriumcarbonat) zu einem lebhaft gefördert werden. Auf diese Weise kann die Menge bewegten Bett aufgewirbelt und langsam mit 45 Gedes in den erfindungsgemäßen Granalien enthaltenen wichtsteilen einer Natriumhydroxidlösung mit 74 Ge-NajO-Gehaltes über den des wasserfreien Natrium- 65 wichtsprozent NaOH so besprüht, daß die Rieselcafbonats erhöht werden. fähigkeit des bewegten Bettes stets erhalten bleibt. Die erfindungsgemäß hergestellte Mischung fällt Das trockene und rieselfähige Endprodukt hat eine direkt in Form trockener, rieselfähiger Granalien an, Gesamtalkalität von 58 Gewichtsprozent Na₁O.

Beispiel 3

Gemäß der in den Beispielen 1 und Z beschriebenen Arbeitsweise werden aus 35 Gewicbtsteilen wasserfreiem Natriumcarbonat und 20 Gewichtsteilen einer NatriumhydroxidlösungmitSOGewichtsprozentNaOH Granalien hergestellt. Die hierbei erhaltenen 55 Gewichtstefle Granalien werden mit 45 Gewicbtsteilen eines Gemenges aus Quarzsand, Calciumcarbonat und Quarzmehl vermischt. Es entsteht ein frei fließendes, nicht staubendes Gemisch, das als Ausgangsmaterial zur Glasherstellung verwendet wird.

Beispiel 4

84 Gewichtsteüe eines mit einer Temperatur von etwa 200⁰C aus der Calciniertrommel des Ammoniaksoda-Verfahrens entnommenen Natriumcarbonats werden in eine Mischtrommel eingeführt, wo sie mit 16 Gewichtsteilen einer NatrjumhydroxidlBsung mit 50 Gewichtsprozent NaOH so besprüht werden, daß

δ die Rieselfähigkeit des Gemisches stets erhalten bleibt. Während des Mischens verdampfen von den eingebrachten 8 GewicbtsteUen Wasser etwa 6,5 Gewiebtsteile. Das entstehende Endprodukt enthält 89,9 Gewichtsprozent Na₈CO₉, 8,5 Gewichtsprozent NaOH

ίο und 1,6 Gewichtsprozent H₈O und besteht aus staubfreien und frei rieselfähigen Granalien mit einer Korngröße zwischen 0,06 und 2 nun. Das Schüttgewicht dieses Produktes beträgt 1,1 kg/1. Die ADcalität der Granalien liegt mit 59,2 Gewichtsprozent Na₅O über der der entsprechenden Menge an wasserfreiem Natriumcarbonat.

Claims (2)

1 2

Diese technischen Nachteile treten insbesondere bei

Patentansprüche: Gemengen für die Glaserzeugung auf.

Andererseits ist auch die Anwendung des Natrium-

1, Verfahren zur Herstellung trockener, riesel- carbonate mit technischen Schwierigkeiten verbunden, fähiger Granalien durch Aufsprühen von wäßrigen s die sich aus der Feinteiligkeit des üblicherweise nach Natriumbydroxidlösungen auf ein lebhaft bewegtes dem Ammoniaksoda-Verfahren erzeugten Natrium-Bett aus Natriumcarbonat, dadurch ge- carbon&ts ergeben. Dieses Natriumcarbonat mit einem kennxeichnet, daß die wäßrige Natrium- Schöttgewicbt von 0,6 bis 0,7kg/1 wird als »leichte hydroxidlösung mit einem NaOH-Gebalt von Soda« bezeichnet und neigt sehr stark zum Stauben, 30 bis 80 Gewichtsprozent und das Natrium- io was insbesondere die Handhabung, Dosierung und carbonat in wasserfreiem Zustand eingesetzt wer- Einmischung dieses Natriumcarbonats in Gemenge den, wobei das bewegte Bett auf einer Temperatur oder Lösungen in unerwünschter Weise erschwert. Aus zwischen Raumtemperatur und 300° C gehalten und diesem Grund wird dieses leicht staubende Natriumpro Gewichtsteil wasserfreies Natriumcarbonat carbonat durch besondere Kristalüsationsverfahren 0,1 bis 1,0 Gewichtsteile Natriumhydroxidlösung 15 oder durch Verdichtung in Produkte von größerer derart aufgedüst werden, daß die Bildung größerer Korngröße übergeführt, die als »schwere Soda« Agglomerate vermieden wird. bezeichnet werden. Aber auch diese Maßnahmen

2. Verwendung der nach Anspruch 1 hergestell- machen einen erheblichen techa* sehen Aufwand ten Granalien als Bestandiei! von Glasgemenge!!. erforderlich.

ao In der österreichischen Patentschrift 252 273 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Natriumcarbonats mit erhöhtem Schüttgewicht beschrieben. Danach

wird nach dem Ammoniaksoda-Verfahren hergestelltes

leichtes Natriumcarbonat in einer bewegten Schicht

35 mit einer wäßrigen Natriumhydroxidlösung mit 45 bis

50 Gewichtsprozent NaOH besprüht, wobei ein frei

fließendes Produkt aus Natriumcarbonatteilchen mit

in großtechnischen Verfahren, wie beispielsweise in einem dünnen Überzug aus Natriumhydroxid entsteht, glastechnischen oder metallurgischen Verfahren, wird das anschließend bei einer Temperatur von 100 bis bekanntlich Natriumcarbonat in fester Form oder in 30 150⁰C mit überschüssigem Kohlendioxid carbonisiert Wasser gelöst in erheblichen Mengen als Neutrali- wird, so daß ein einheitliches Produkt aus Natriumsierungsmittel eingesetzt. In vielen Fällen, wie beispiels- carbonat entsteht, das eine höhere Dichte besitzt als WeJ¹Ve bei der Glaserzeugung oder bei dem Glühauf- die Ausgangssubstanz.

Schluß von Rohphosphaten, könnte an Stelle des tech- Infolge der höheren Dichte neigt dieses Produkt

nisch aufwendig herzustellenden Natriumcarbonats 35 bei seiner Handhabung nicht mehr so stark zum Natriumhydroxid verwendet werden. Jedoch stehen der Stauben wie das ursprüngliche, leichtere Produkt. Anwendung des Natriumhydroxids auf Grund seiner Da jedoch die aufgebrachte NaOH-Schicht vollständig hohen Hygroskopizität technische Schwierigkeiten carbonisiert werden soll, läßt sich nur eine relativ entgegen, die nur durch besondere Maßnahmen bzw. dünne Schicht auftragen bzw. eine relativ geringe Vorrichtungen bei der Lagerung und bei der Do- *o Menge an Natriumhydroxidlösung verarbeiten. Weitersierung des festen Natriumhydroxids behoben werden hin wird durch die Anlagerung des Kohlendioxids der können. Die Verwendung von wäßrigen Natrium- Na₂O-Gehalt des Produkts nicht unwesentlich verhydroxidlösungen, wie sie beispielsweise bei der ringert.

Elektrolyse von Natriumchloridlösungen anfallen, Es wurde deshalb nach einem Verfahren gesucht,

führen insbesondere bei Verfahren, die in fester 45 durch das relativ große Mengen wäßriger Natrium-Phase oder in einer Schmelze durchgeführt werden, hydroxidlösungen auf einfachem Wege in frei rieselwegen des hohen Wassergehalts der Natriumhydroxid- fähige Granalien mit hohem Na₂O-Gehalt umgelösungen zu technischen Nachteilen. Werden derartige wandelt werden können.

Natriumhydroxidlösungen beispielsweise in trockene Es wurde ein Verfahren zur Herstellung trockener,

Gemenge eingemischt, so wird die Rieselfähigkeit 50 rieselfähiger Granalien durch Aufsprühen von wäßdieser Gemenge bereits bei geringen Zusatzmengen an rigen Natrumhydroxidlösungen auf ein lebhaft beweg-Natriumhydroxidlösung stark herabgesetzt. Die ein- tes Bett aus Natriumcarbonat gefunden. Dieses zelnen Teilchen solcher Gemenge verkleben dann Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die wäßrige leicht zu größeren Agglomeraten oder Klumpen. Natriumhydroxidlösung mit einem NaOH-Gehalt von Die Ursache hierfür ist offenbar die hohe Viskosität 55 30 bis 80 Gewichtsprozent und das Natriumcarbonat der Natriumhydroxidlösung, die die Gemengeteilchen in wasserfreiem Zustand eingesetzt werden, wobei das mit einem Flüssigkeitsfilm überzieht, der eine gewisse bewegte Bett auf einer Temperatur zwischen Raum-Klebkraft besitzt, Bei Kieselsäure enthaltenden Gemen- temperatur und 300"C gehalten und pro Gewichtsteil gen ergibt sich zusätzlich noch der Nachteil, daß das wasserfreies Natriumcarbonat 0,1 bis 1,0 Gewichtsteile mit der wäßrigen Natriumhydroxidlösung eingeführte 60 Natriumhydroxidlösung derart aufgedüst werden, daß Wasser das geeignete Reaktionsmedium ist, in dem die Bildung größerer Agglomerate vermieden wird, sich das Natriumhydroxid mit der Kieselsäure zu Als Ausgangsmaterialien können Natriumhydroxid-

wasserlöslichen Silikaten umsetzt. Diese wasserlösli- lösungen, wie sie in technischen Verfahren erhalten chen Silikate erhöhen die Viskosität und damit die werden, für die Durchführung des erfindungsgemäßen Klebkraft des auf der Oberfläche der noch festen 65 Verfahrens eingesetzt werden. Besonders geeignet sind Gemengeteilchen befindlichen Flüssigkeitsfilms noch die Natriumhydroxidlösungen, die als Endprodukt mehr, so daß die Neigung zum Verbacken solche» bei der Natriumchlorid-Elektrolyse anfallen. Der Gemengeteilchen ebenfalls erheblich gesteigert wird. Gehalt der Natriumhydroxidlösung an NaOH soll