DE2357966C3 - Verfahren zur Herstellung von Alkalipercarbonat - Google Patents

Description

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Es ist bekannt, Natriumperoxohydrat (Natriumpercarbonat) entweder durch Umsetzen wäßriger Sodalösungen mit wäßrigen Wasserstoffperoxidlösungen vorzunehmen und dabei die Löslichkeit des gebildeten Percarbonate durch Zusatz inerter Salze wie Kochsalz herabzumindern oder aber von vornherein festes Natriumcarbonat zu verwenden (deutsche Offenlegungsschrift 1667801).

So wurde die PercarbonathersteUung auch schon durch Besprühen des Natriumcarbonats mit wäßrigen Wasserstoffperoxidlösungen vorgenommen (deutsche Patentschrift 610611).

Dabei werden Wasserstoffperoxidkonzecttrationen von 30 bis 90 Gewichtsprozent eingesetzt. Da niedrige Umsetzungstemperaturen, wie Raumtemperatur oder Temperaturen bis 40° C zu Hydratisierungen und damit Stabililitätsverlusten des Percarbonate führten, wurde Natriumpercarbonat auch schon in einem Wirbelschichtverfahren bei höheren Temperaturen von 5 5 bis 65 ° C, und zwar durch Aufgeben von wäßrigem Wasserstoffperoxid auf fluidisiertes trockenes Natriumpercarbonat hergestellt (deutsche Offenlegungsschrift 2133566).

Es kam hinzu, daß verschiedene der genannten Verfahren überhaupt nur mit speziell gereinigten Sodalösungen durchführbar waren.

Die bekannten Verfahren arbeiteten also entweder mit Fremdsalzen oder mit speziellen Techniken, um eine befriedigende Ausbeute und Lagerstabilität zu erhalten.

Es wurde nun gefunden, daß sich Alkalipercarbonate in technisch einfacher Weise durch Besprühen von festen Alkalicarbonaten mit wäßrigen Wasserstoffperoxidlösungen bei Temperaturen von 35 bis 60° C herstellen lassen, wenn das gebildete Alkalipercarbonat im Anschluß an die Wasserstoffperoxidzugabe entweder von 10 bis 30 Minuten bei etwa 40 bis 60° C oder 30 bis 110 Minuten bei etwa 30 bis 40° C in dünner Schicht gehalten und darauf bei 20 bis 90° C mit einem Luftstrom, der mindestens 0,3 Volumprozent Kohlendioxid enthält, oder mit reinem Kohlendioxid getrocknet wird.

Für den Grenzwert »30 Minuten« gelten beide

Temperaturbereiche. Natürlich ist es möglich, in gewissen Fällen die Wärmebehandlung unter 30 Minuten und unter 40° C durchzuführen, ebenso wie bei längeren Zeiten als 30 Minuten die Behandlung bis zu 45° C durchgeführt werden kann; für großtechnische Verfahren sind aber die genannten Zeiten und Temperaturen günstiger.

Der Kohiendioxidgehalt der Trocknungsluft liegt im allgemeinen zwischen 0,3 bis 2 Volumprozent, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1 Volumprozent. Natürlich sind auch alle anderen Luft-Kohlendioxidgemische bis herauf zu 100% Kohlendioxid, d. h. reinem Kohlendioxid, einsatzfähig. Kohlendioxid üann als Mischungspartner sowohl in reiner Form wie auch in Form solcher Gasgemische eingesetzt werden, daß das gebildete Percarbonat nicht verunreinigt wird. Normale Luft enthält etwa 0,03 Volumprozent Kohlendioxid.

Ein derartig gewonnenes Alkalipercarbonat, vorzugsweise Natriumpercarbonat, fällt in einer Wasserstoffperoxidausbeute von 80 bis über 90% an und hat einen Aktivsauerstoffgehalt von 14,5 bis 15,1% und eine Lagerstabilität (Thermostatenhaltbarkeit 16 Std. bei 65° C) von 95 bis 96%.

Als Alkalipercarbonate kommen Soda sowie Pottasche in Frage. Carbonate mit einer Körnung zwischen 0,1 und 0,5 mm und einem Höchstgehalt an Kristallwasser von 10 Mol sind bevorzugt.

Die Wasserstoffperoxidlösungen werden in mindest 70gewichtsprozentiger wäßriger Lösung, vorzugsweise als 80gewichtsprozentige Lösungen, angewendet.

Alkalicarbonate und Wasserstoffperoxid (berechnet auf 100%iges Wasserstoffperoxid) liegen im Endprodukt üTi Molverhältnis 1:1,5 vor. Sie werden in entsprechenden Äquivalenzverhältnissen eingesetzt, gegebenenfalls Wasserstoffperoxid im Überschuß bis 20 Gewichtsprozent.

Herstellung wie Wärmebehandlung der Percarbonate können im gleichen Reaktor erfolgen. Geeignet sind Apparaturen, bei denen das Percarbonat in dünner Schicht anfällt und gehalten wird wie Drehtrommeln, Granulierteller, Wirbelschichtapparate.

Die Trocknung des Percarbonats kann an sich auch mit den angegebenen Medien bei Raumtemperatur erfolgen; die hierfür nötigen Trockenzeiten sind aber technisch uninteressant. Wird dagegen - wie schon gesagt - die Trocknung bei höheren Temperaturen in Gegenwart einer geringen Menge Kohlendioxid, vorzugsweise 0,5 bis 1 Volumprozent im Luftstrom., durchgeführt, so treten minimale Verluste an Aktivsauerstoff und an Stabilität auf. Als Trockenapparate werden die üblichen Vorrichtungen wie Fließbett eingesetzt und vorzugsweise bei 55° C getrocknet.

Der technische Fortschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der kurzen Herstellungszeit, außerdem in seiner Einfachheit, da übliche Apparaturen eingesetzt werden können. Ferner ist das erhaltene Produkt kochsalzfrei und wirkt also nicht korrodierend. Es hat einen hohen Aktivsauerstoff und ist sehr lagerstabil. Es löst sich außerdem sehr rasch.

Die Erfindung wird an den folgenden Beispielen näher erläutert:

Beispiel 1

In einer leicht nach oben geneigten offenen Drehtrommel aus Edelstahl von 25 cm Länge und 28 cm Durchmesser, wurden bei 36 bis 40 Upm 4000 g was-

serfreies Natriumcarbonat umgewälzt, dessen Korngröße zwischen 0,1 mm und 0,5 mm lag. Aus einer Vollkegeldüse von 0,2 mm Bohrung wurden unter einem Flüssigkeitsdruck von 3 atü innerhalb von 111 Minuten 2,56 kg einer 78,9%igen wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung in die rotierende Trommel auf das sich bewegende Reaktionsgut gesprüht. Die Wasserstoffperoxidlösung enthielt als Stabilisator 2,5 Gewichtsprozent Magnesiumchlorid-Hexahydrat. Während des Sprühvorgangs wurde die Temperatur in der Trommel auf 40° C gehalten. Nach der Zugabe des Wasserstoffperoxids wurde das Reaktionsprodukt 60 Minuten bei 40° C einem Reifeprozeß, d.h. einer Wärmebehandlung unterworfen und anschließend in einem Fließbett mit Luft von 55° C, die 1,0 Volum-Prozent Kohlendioxid enthielt, getrocknet.
Ausbeute: 5900 g Natriumcorbonatperoxohydrat

mit 14,9 % Aktivsauerstoff
ds 100% Sodaausbeute

d. s. 92,8 % Wasserstoffperoxid-

ausbeute

Erhalten wurde ein Produkt, das bei einer Temperatur von 65° C über 16 Stunden im Trockenschrank nur 4% Aktivsauerstoff verlor.

Beispiel 2

Es wurde wie nach Beispiel 1 verfahren, jedoch wurde die Reifezeit auf 40 Minuten verkürzt. Das Produkt enthielt 14,8% aktiven Sauerstoff. Die Prufung auf Lagerhaltbarkeit ergab 5% Verlust an aKiivem Sauerstoff.

^{Bei p} ,

Es wurde wie nach Beispiel 1 verfahren, jeaocn wurde bei der Reife eine Temperatur von 31 <- eingehalten. Die Reifezeit betrug 80 Minuten, Das, trodukt enthielt 15,1% aktiven Sauerstoff. Die frutung

v> auf Lagerhaltbarkeit ergab 4% Verlust an aKtivem Sauerstoff.

B e' s d i e 1 4

Es wurde wie nach Beispiel 1 verfahren, jedoch bei der Reife eine Temperatur von 60 C eingehalten. Die Reifezeit betrug 25 Minuten. Getrocknet wurde mit Luft von 75° C, die 1 Volumprozent Kohlendiox»d enthielt. Das Produkt mit 14,7 % Aktivsauerstoff verlor bei der Prüfung auf Thermostatenhaltbarkeit ao (16 h bei 65 ° C im Trockenschrank) 5 % an aktivem Sauerstoff.

Beispiel d

Es wurde wie im Beispiel 1 verfahren und anscnliea5 ßend mit reinem Kohlendioxid von 55° C getrocknet. D₃₅ Produkt enthielt 14,62% aktiven Sauerstoff. Nach 16 Stunden bei 65° C im Trockenschrank betrug der Verlust an aktivem Sauerstoff nur 3 /o.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Alkalipercarbonatendurch Besprühen von festen Alkalicarbo- s naten mit wäßrigen Wasserstoffperoxidlösungen bei 35 bis 60° C, dadurch gekennzeichnet, daß das gebildete Alkalipercarbonat im Anschluß an die Wasserstoffperoxidzugabe entweder von 10 bis 30 Minuten bei etwa 40 bis 60° C oder 30 bis 110 Minuten bei etwa 30 bis 40° C in dünner Schicht gehalten und darauf bei 20 bis 90° C mit einem Luftstrom, der mindestens 0,3 Volumprozent Kohlendioxid enthält, oder mit reinem Kohlendioxid getrocknet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohiendioxidgehalt der Trocknungsluft zwischen 0,5 und 1 Volumprozent liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung bei 55" C durchgeführt wird.