DE2243342A1

DE2243342A1 - Verfahren zur herstellung von natriumperborat

Info

Publication number: DE2243342A1
Application number: DE19722243342
Authority: DE
Inventors: Gerd Dr Knippschild; Hubert Schuster
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1972-09-02
Filing date: 1972-09-02
Publication date: 1974-04-04
Also published as: FR2197813A1; DE2243342C3; CH590177A5; DE2243342B2; IT994642B; FR2197813B1; BE799788A

Description

DEUTSCHE GOLD-UND SILBEn-SCIIEIDEANSTALT VORMALS ROESSLER Frank fürt /Hai n, Weissfrauenstr. 9

Verfahren zur Herstellung von Natriumperborat·

Vährend einerseits die Reaktion zur Bildung von Natriumperborat aus Metaborat und der Perverbindung wie Wasserstoffperoxid im alkalischen Medium seit langem bekannt ist, weiss die Fachwelt ebenfalls, dass die einzelnen Durchführungsarten dieser Reaktion einen wesentlichen Anteil an der Ausbildung bestimmter Eigenschaften der Perboratpartikel hat.

Als Faktoren, die auf die spezielle Art der Partikel bzw. auf das-Kornspektrum erheblichen Einfluss haben, werden die Kristallisationstemperaturen sowie die Mengenverhältnisse von Bor zu Alkali und Aktivsauerstoff, die stüchiinoetrisch und nicht stöchiometrisch 3öin können, genannt. Dabei widersprechen sich teilweise die Ansichten wie z.B. bei der Kristallisationstomperatur. Nach der U.S.-PS 2 g63 g35 dürfen Temperaturen oberhalb 11 C nicht verwendet werden, wenn die Bildung feiner Kristalle vermieden werden soll. Umgekehrt dagegen liegen nach der DTAS 1 9^8 6o1 die Temperaturen bevorzugt bei 2o bis ko° C und nach der UTAS ^ 567 ßo3 bei 2o C. Trotzdem worden technisch interesannte Kornspektren und keine zu feinen Partikel erhalten.

Bei dem Verfahren der DTAS 1 9^8 601 zeigt sich nun aber gleichzeitig der Einfluss der oben erwähnten Mengenverhältnisse, vorallem von Bor zu Aktivsauerstoff, auf die Struktur des anfallenden Perboratpartikels, ebenso wie bei dem Vorfahren d«r OE-PS ZhG

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BAD ORIGINAL

Bei Vermeidung freien Wasserstoffperoxidebei der genannten Herstellung, d.h. beim Arbeiten mit einem Metaborätüberschur.s, wird nach der DTAS 1 9k9- 6o1 ein abriebfestes Terborat in Form relativ dünner Platten, bei Anwesenheit eines Wasserstoffperoxidüberschusses, also freien Wasserstoffperoxids, nach der OE-PS 246 69«^Q dagegen ein hochporöses Kügelchen erhalten.

Ferner ist es möglich, sehr feine nadeiförmige Kristalle zu Kugeln zu verkleben und mit einer äusseren Schicht von Perborat zu umgeben und sie auf diese Weise hart und kompakt zu machen und dabei gleichzeitig ihr Schüttgewicht in die für Waschmittel gewünschte Grenzen zu bringen, wenn nach dem Verfahren der DTAS 1 5<>7 Bo3 feine suspendierte Kristallkeime in einer übersättigten Perboratlöstmg mit ganz bestimmten konzentrierten Wasserstoffperoxid- und Metaboratlösungeu unter Rühren in Kontakt gebracht werden, s. hierzu auch die BTPS 1 178 82P.

Auch die Konzentrationen der eingesetzten Lösungen von V'asserstoffporoxid und der Borverbindung an sich haben einen Einfluss auf die Grosse und damit Schüttdichte der Kristalle, ebenso deren Verweilzeit in der übersättigten Lösung, s. GD-PS 91 1 66^l* .

Neben der Struktur der Partikel ist selbstverständlich au oh die mehr oder weniger einfache Durchführung der Reaktion an sich von Bedeutung, und hier kann die Kristallisation in einer oder mehreren Stufen eine wesentliche Rolle z.B. für das Trocknen der Kristalle spielen, s. DTAS 1 9'iP 6o1.

Aus dem Gesagten geht hervor, dass selbst durch anscheinend naheliegende Änderungen bei aer Durchriihrung der Reaktion nicht vorhergesagt werden kann, wie sich diese Änderungen auf

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die Kornstruktur, das Kornspektrum und das Schutt gewä, eilt bzw. auf das Verhalten der gewonnenen Kristalle innerhalb" bestimmter Stufen wie Filtration oder Trocknung auswirken.

Es wurde nun gefunden, .dass sich bei Verfahren, bei denen Natriumperborattetrahydrat durch Umsetzen von Natriummetaborat und Wasserstoffperoxid in einer wässrigen Suspension von Keimen aus Natriumperborattetrahydrat'in einer gesättigten Lösung dieses Salzes hergestellt wird, ein abriebfestes, grobes Korn gexv^rinnen lässt, wenn eine klare, bei ko bis 5o C an Perborattetrahydrat übersättigte Lösung aus_Natriummetaborat und Wasserstoffperoxid, die 2oo bis 7oo g Natriumperborattetrahydrat pro Liter enthält, im Anschluss an den Kristallisator der Salzsuspension zugefügt und darauf das

weitere Verfahren dann in bekannter Weise durchgeführt wird. (Klare, übe-rsät tigte Lösung = salzfrei).

Die Zuspeisung erfolgt mit Mengen von 5 bis 5« %, bevorzugt 1o bis 3o $, bezogen auf die Perboratmenge, die in der den Kristallisator verlassenden Salzsuspension enthalten ist. Die Zuspeisung wird entweder vor dem oder den Kühlern oder in ihnen vorgenommen. Bei mehreren Kühlern kann die Zuspeisung auch unterteilt werden, wobei pro Unterteilung maximal 5o $ der übersättigten klaren Lösung an Perborat· eingesetzt werden können.

Besonders geeignet sind Konzentrationen von 3oo bis 5oo g Ferbovciöte uvahyüiat ρχ·ο Li Lex· übersättigter Lösung.

Die Konzentrationen der einzusetzenden Metaborat- und Wasserst?ffpcroxidlösungen sind nicht kritisch. Es werden im allgemeinen handelsübliche Lösungen eingesetzt, entscheidend ist nur, daas die erfindungsgernäss genannten Konzentrationen der übersättigten Perborattetrahydratlösimg erreicht v/erden. Die Herstellung der klaren Lösung bei ^o bis 5o C kann entweder gesondert in eineiu Kessel oder Rohr vorgenommen, werden, vodurch die sofortige Mischung u.ii>i *Bi Idutifj einer üinsi'wii tti Losung öii Perborattetrahydrat eintritt, /nqpi/ /nCG*?

BAD ORIGINAL

Das Verfahren an sich,^d.h. das Kristallisieren im Kris tallisatoX* und Kühler, das Filtrieren, das Trocknen des Kornes und das Rückführen der an Perborattetrahydrat gesättigten Mutterlauge in den Kristallisator wird - wie gesagt - in bekannter Weise durchgeführt, d.h. z.B. die Kristallisation beginnt bei Temperaturen von 2o bis ko C im Kristallisator und wird durch Kühlen des entstandenen Breies bis auf bevorzugt 15 C in dein oder den nachfolgenden Kühlern vollendet, worauf nach Filtration in Drehfiltern das erhaltene Produkt getrocknet wird. Die anfallende gesättigte Mutterlauge wird zur Herstellung der Natriummetaboratlösung wieder eingesetzt.

Besonders wirksam ist die erfindungsgetnässe Masanahme, wenn bei der Nacheinspcisung zu der aus dem Kristallisator kommenden Salasuspension, die 1oo - 5oo g Impfkeime pro Liter Suspension enthalten soll, folgende Bedingungen beachtet werden:

Die übersättigte Perborattetz'ahydrafclösung soll mit einer solchen Geschwindigkeit eingeführt werden, dass nicht mehr als 3o g Perborattetrahydrat pro Minute *aufkristallisiert werden_rund zwar bei 2o bis ^o C und einer Aufkristallisationsrate von nicht mehr als 1oo %.

Zur Definition der "scheinbaren Impffläche" wird davon ausgegangen, dass die einzelnen Perborattetrahydratkristalle Kugeln si nd.

In Wirklichkeit sind sie mehr oder weniger spriassig. Die nnf:o.~ gebene Oberfläche pro Sieb-Fraktion ist daher eine idealisierte

und wird erhalten durch Bildung des arithmefiscrionMittels der begrenzenden Sicb-Fraktionen.Wird die Oberfläche jedoch mit der Zuspeisgoschwindigkeit kombiniert, so erhält man für die erfinduiigsgemässe Kristallisation eine Grosse, die angibt,

2 /schyjjVbarer

wieviel Gramm Natriurnperborattetraliydxat pro m 'Irapifiacrie innerhalb einer Minute kristallisieren. Da in jedem Fall eine

"und pro qui scheinbarer
Impffläche - 5 -

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BAP ORIGINAL

spontane Keimbilduxig vermieden werden.soll, wird die erfindungsgemässe Kristallisation als Aufkristallisation bezeichnet, v/eil bevorzugt die vorgelegten Impfkristalle weiterwachsen.

Als Aufkristallisationsrate wird das Verhältnis von

Gramm zugespeistes Pb ... ^ Gramm vorgelegtes Pb

bezeichnet, (Pb = Perborat)

Die Erfindung wird in dem, folgenden Beispiel erläutert;

Eine Suspensionskonzentration von 447 g Perborattetrahydrat pro Liter mit einer Temperatur von 15 C und eine übersättigte Perborattetrahydratlosung von 33o g Perborattetrahydrat pro Liter· mit einer Temperatur von 4ft C werden mit einer solchen Geschwindigkeit im Anschluss an den Krisfcallisator zusammengeführt und gemischt, dass 4,6" g Perborattetrahydrat pro qm scheinbarer Impffläche pro Minute aufkristallisiert v/erden. Aufkristallisationstemperatur ist 23 C, Auflcristallisationsrate 25 $.

Siebanalyse

Ausgangstnaterial in Versuchsmaterial in

Abrieb:

. Ausgangsihaterial Versuchsmaterial

0,63	0,	5	33	0.3	15	0,2	0,1
3	1	4	36	1	6	33	1
5	1	9	1	3	24	O

ß mm

O 3

13o,9 cm

96,4 CI)/

Siebanalyse entsprechend Patent (Patentanmeldung

(2p98 PV)

4098U/0557

BAD ORIGINAL

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von abriebfestem· grobem Natriumperborattetrahydrat durch Umsetzen von Natriummetaborat und Wasserstoffperoxid in einer wässrigen Suspension von Keimen aus Natriumperborattetrahydrat in einer gesättigten Lösung dieses Salzes, dadurch gekennzeichnet, dass eine klare, bei ko bis 5o 0 an Perborattetrahydrat übersättigte Lösung aus Natriuminet aborat und Wasserstoffperoxid, die 2oo bis 7oo g Natriumperborattetrahydrat pro Liter enthält, im Anschluss an den Kristallisator der Salzsuspension zugefügt und darauf das weitere Verfahren in bekannterVeise durchgeführt wird.
2.) Verfahren nach Anspruch l_t dadurch gekennzeichnet, dass die klare übersättigte Perboratlösung 3oo bis 5oo g Perborattetrahydrat pro Liter enthält.
3.) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass 5 bis 5o % der klaren übersättigten Perboratlösung, bezogen auf die Perboratmenge, die in der dem Kristallisator verlassenden Salzsuspension enthalten ist, der S&lssauspension zugefügt wird.
f.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Io bis 3o % der klaren, übersättigten Perboratlösung, beaogen auf die Perboratmenge, die in der den Kristallisator verlassenden Salzsuspension enthalten ist, zugefügt wird.
5.) Verfahren nach Anapruch 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, dass die klare übersättigte Pexboratlösuug vor dem oder den Kühlern der Salzsuspension zugeführt wird.

409814/0557

BAD ORIGINAL

-T-
6.) Verfallren nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass die übersättigte klare Perboratlösung mit einer
solchen Geschwindigkeit in die Salzsuspension eingeführt wird, dass pro Minute nicht mehr als 3o g Perborattetrahydrat pro qm scheinbarer Impfflache aufkristallisiei-en, und zwar bei 2o bis ko C und einer Äufkristallisationsrate von nicht mehr als 1oo 4>*

Dr.Schae-Spi
28. «.72

0'98 U/055 7

BAD ORIGIHAL