DE2926380C2

DE2926380C2 -

Info

Publication number: DE2926380C2
Application number: DE2926380A
Authority: DE
Inventors: Kazushige Igawa; Hiroyuki Saito; Mitsuo Shinnanyo Yamaguchi Jp Kikuchi
Original assignee: Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1978-06-30
Filing date: 1979-06-29
Publication date: 1988-03-10
Also published as: GB2024187A; JPS557530A; JPS616010B2; IT7923987A0; DE2926380A1; BE877106A; GB2024187B; IT1121968B; FR2429749A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von wasserfreiem Natriumcarbonat durch Erhitzen einer Natriumcarbonatmonohydrat enthaltenden, gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumcarbonat auf eine oberhalb der Umwandlungstemperatur des Natriumcarbonatmonohydrats in das wasserfreie Natriumcarbonat liegende Temperatur.

Ein derartiges Verfahren ist aus der japanischen Patentpublikation 16 664/1971 bekannt.

Es ist ferner bekannt, wasserfreies Natriumcarbonat mit einem hohen Schüttgewicht (schwere Soda) durch Calcinieren von Natriumcarbonatmonohydrat herzustellen, wobei die Kristallisation des Natriumcarbonatmonohydrats in Gegenwart eines Alkalichlorids oder eines Gemisches von Alkalichloriden erfolgt (DE-AS 10 76 651).

Natriumcarbonat ist nach folgenden Verfahren hergestellt worden.

(1) Ein rohes Natriumcarbonat, das nach dem Solvay-Verfahren oder dem Ammoniumchlorid-Soda-Verfahren erhalten wurde, wird calziniert und man erhält Natriumcarbonat (leichte Soda). 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂ (1)
(2) Eine leichte Soda wird hydratisiert und man erhält Natriumcarbonat- Monohydrat. Dieses wird calziniert, um Natriumcarbonat (schwere Soda) zu erhalten. Na₂CO₃ + H₂O → Na₂CO₃ · H₂O (2)
Na₂CO₃ · H₂O → Na₂CO₃ + H₂O (3)
(3) Natriumhydroxid wird carbonisiert, um Natriumcarbonatmonohydrat herzustellen. Seine Calzinierung liefert Natriumcarbonat (schwere Soda). 2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ · H₂O . (4)

Bei dem Verfahren nach Gleichung (1) liegt das rohe Natriumcarbonat in einer brüchigen kristallinen Form vor und wird daher bei der Umwandlung in leichte Soda pulverisiert. Man erhält die Soda mit einem geringen Schüttgewicht von 0,8 bis 1,0. Sie ist daher nicht geeignet, um als Rohmaterial zur Glasherstellung verwendet zu werden, was die Hauptverwendung von Natriumcarbonat ist. Für leichte Soda gibt es nur geringe spezielle Verwendungsmöglichkeiten.

Schwere Soda mit einem verbesserten Schüttgewicht von 1,0 bis 1,3 kann als Rohmaterial für Glas verwendet werden. Die durch Calzinierung von Natriumcarbonatmonohydrat gebildeten wasserfreien Natriumcarbonatkristalle weisen jedoch dadurch, daß das Kristallwasser aus dem Natriumcarbonatmonohydratkristallen abgedampft wurde, eine poröse Struktur mit feinen Hohlräumen auf. Folglich liegt das Schüttgewicht unter 1,3, das wasserfreie Natriumcarbonat wird während seiner Handhabung pulverisiert und hat eine geringe Fließfähigkeit. Schwere Soda liegt in der gleichen Form wie das Ausgangsmaterial Natriumcarbonatmonohydrat vor. Um schwere Soda mit einer gewünschten Form herzustellen, muß man Natriumcarbonatmonohydrat mit der gewünschten Kristallform herstellen.

Die Erscheinungsform der Natriumcarbonatmonohydrat-Kristalle ist die hexagonaler Plättchen, die in ihrer Dicke dem rhombischen System entsprechen. Das wasserfreie Natriumcarbonat hat, obwohl es umgewandelt wurde, demgemäß ebenfalls hexagonale plättchenförmige Gestalt. Ein Produkt mit Teilchen dieser Struktur wird nicht in dem Sinn verändert, daß daraus geringe Fließfähigkeit resultiert. Leichte Soda oder schwere Soda wird vielmehr leicht in Natriumcarbonatmonohydrat überführt. Es ist daher notwendig, bei seiner Handhabung diese Tatsache zu beachten.

Bei dem Verfahren gemäß der japanischen Patentpublikation Nr. 16 664/1971 werden Natriumcarbonathydratkristalle in einer wäßrigen Lösung, die Natriumhydroxid enthalten kann, in wasserfreie Natriumcarbonatkristalle umgewandelt und die Kristalle direkt aus der Mutterlauge abgetrennt. Nach diesem bekannten Verfahren ist es notwendig, die Überführung in wasserfreies Natriumcarbonat bei Abwesenheit von Natriumhydroxid unter Druck vorzunehmen, da die wäßrige Lösung einen Siedepunkt von 105°C hat, die Umwandlungstemperatur zur Überführung ins wasserfreie Natriumcarbonat jedoch höher als 105°C liegt.

Wird die Umwandlung andererseits in Gegenwart von Natriumhydroxid durchgeführt, um bei Atmosphärendruck arbeiten zu können, haftet Natriumhydroxid an dem wasserfreien Natriumcarbonat. Bei dem erforderlichen Waschverfahren zur Entfernung des Natriumhydroxids wird ein Teil des wasserfreien Natriumcarbonats hydratisiert und man erhält wasserfreies Natriumcarbonat mit einem höheren Wassergehalt. Dieses wasserfreie Natriumcarbonat hat weitere ungünstige Eigenschaften wegen seines relativ geringen Schüttgewichts, seiner Pulverisierbarkeit und ungenügenden Fließfähigkeit.

Es ist Aufgabe der Erfindung, wasserfreies Natriumcarbonat herzustellen, das sich durch folgende Eigenschaften auszeichnet: höheres Schüttgewicht als die nach herkömmlichen Verfahren hergestellte schwere Soda, nicht hygroskopisches Verhalten gegen Luftfeuchtigkeit, gute Fließfähigkeit und große Härte, wodurch eine Pulverisierung erschwert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die wäßrigen Lösung 10 bis 22 Gew.-% an Natriumchlorid enthält und auf 3° bis 7°C über die Umwandlungstemperatur erhitzt wird.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Fig. zeigt einen Temperaturbereich für das Verfahren zur Umwandlung von Natriumcarbonatmonohydrat in wasserfreies Natriumcarbonat, und zwar abhängig von der Konzentration an Natriumchlorid in einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumcarbonat.

Die Erfindung betrifft die Tatsache, daß die Umwandlung von Natriumcarbonatmonohydrat in wasserfreies Natriumcarbonat unter den speziellen Bedingungen der Gegenwart einer bestimmten Konzentration von Natriumchlorid nach einem anderen Umwandlungsmechanismus verläuft. Dabei können die oben erwähnten Nachteile der herkömmlichen Verfahren vermieden werden.

Die Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und die dabei erzielten Effekte sollen näher erläutert werden.

Wenn Natriumcarbonatmonohydrat in ein Kristallisiergefäß gegeben wird, das auf eine höhere Temperatur als die Übergangstemperatur geheizt ist, vollzieht sich der Übergang in folgenden Schritten:

Auflösung von Natriumcarbonatmonohydrat → Bildung einer Übersättigung von Natriumcarbonat → Wachstum von Kristallen des wasserfreien Carbonats oder Wachstum seiner Kristallkeime.

Kristallkeime, die in Gegenwart von Kristallen gebildet werden, werden gewöhnlich als sekundäre Kristallkeime bezeichnet. Falls sekundäre Kristallkeime des wasserfreien Natriumcarbonats gezüchtet werden, werden gewöhnlich nur flache Kristalle gebildet. Falls angestrebte Kristallkeime vorliegen, bevor man das Natriumcarbonatmonohydrat zugibt, werden die gewünschten rund geformten Kristalle bei dem Wachstum der zunächst vorliegenden Kristalle gebildet. Wenn man jedoch weiterhin Natriumcarbonatmonohydrat zugibt, werden die Kristalle flach und weisen eine Schüttdichte von 1,0 bis 1,3 auf.

Wenn jedoch Natriumcarbonatmonohydrat zur Umwandlung in wasserfreies Natriumcarbonat in Gegenwart von 10 bis 22 Gew.-% Natriumchlorid bei einer Temperatur von 3° bis 7°C höher als die Umwandlungstemperatur eingesetzt wird, werden keine sekundären Kristallkeime gebildet, die zum Wachstum von flachen Kristallen führen, sondern es entstehen stäbchenförmige sekundäre Kristallkeime, die bei ihrem Wachstum kugelförmige Kristalle bilden.

Es ist nicht klar, warum abhängig von den Bedingungen die Eigenschaften der entstehenden sekundären Kristallkeime unterschiedlich sind. Aus der Beobachtung folgt, daß die Kristallkeime nicht aus der Lösung gebildet werden, sondern in dem Fall, daß stäbchenförmige sekundäre Kristallkeime entstehen, diese aus inneren Teilen der Kristalle von Natriumcarbonatmonohydrat entstehen. Das heißt, die Auflösung des Natriumcarbonatmonohydrats wird gestoppt, wenn die Kristallkeime gebildet werden, und das Natriumcarbonatmonohydrat wird in wasserfreies Natriumcarbonat umgewandelt, ohne daß eine Auflösung stattfindet. Folglich werden die Kristalle des Natriumcarbonatmonohydrats in Agglomerate von Kristallkeimen des wasserfreien Natriumcarbonats umgewandelt, die durch Schockeinwirkung, wie Rühren, zerfallen.

Ein solches Phänomen wird bei einer Bedingung, die außerhalb der oben erwähnten Bereiche liegt, im wesentlichen nicht beobachtet.

Auf diese Art und Weise werden die physikalischen Eigenschaften bemerkenswert verbessert. Um kugelförmige Kristalle von wasserfreiem Natriumcarbonat herzustellen, ist es wichtig, die geeignete Bedingung zur Bildung der stäbchenförmigen sekundären Kristalle zu wählen. Der zusätzliche Gesichtspunkt von Verunreinigungen hat einen geringeren Effekt, obwohl Verunreinigungen in der Lösung vorhanden sind. Das heißt, der Effekt der Verunreinigung ist im wesentlichen vernachlässigbar, weil die sekundären Kristallkeime nicht aus der Lösung gebildet werden und weil außerdem der Effekt einer geringen Menge von Verunreinigungen die Kristallisation nicht wesentlich beeinflußt, weil die stäbchenförmigen sekundären Kristallkeime die Fähigkeit haben, zu kugelförmigen Kristallen heranzuwachsen. Nur Sulfationen beeinflussen das Wachstum der stäbchenförmigen sekundären Kristallkeime. Falls der Gehalt an Sulfationen größer als 0,2 Gew.-% (als Na₂SO₄) ist, wird eine Tendenz zur Bildung flacher aus kugelförmigen Kristallen bewirkt und wasserfreies Natriumcarbonat mit den ausgezeichneten Eigenschaften kann gewöhnlich nicht erhalten werden. Vorzugsweise verwendet man daher eine gesättigte wäßrige Lösung von Natriumcarbonat, weil der die Natriumsulfatkonzentration geringer als 0,2 Gew.-% ist.

Als Rohmaterial kann Natriumcarbonatmonohydrat verwendet werden, das dadurch erhalten wurde, daß man leichte Soda herstellt und diese hydratisiert. Die leichte Soda kann durch Calzinieren eines rohen Natriumcarbonats aus dem Solvay-Verfahren oder dem Ammoniumchlorid-Prozeß erhalten worden sein. Das Natriumcarbonatmonohydrat kann auch durch Carbonisieren einer wäßrigen Lösung von Natriumhydroxid erhalten worden sein. Das Rohmaterial kann auch ein Natriumcarbonatmonohydrat sein, das durch Carbonisieren einer Elektrolyselösung, wie sie bei einer Diaphragma-Elektrolyse von Natriumchlorid erhalten wird, mit Kohlendioxidgas oder Natriumcarbonat hergestellt wurde. Die aus der Diaphragmaelektrolyse von Natriumchlorid stammende Elektrolyselösung, aus der durch Carbonisieren eine Aufschlämmung von Natriumcarbonatmonohydrat erhalten wird, enthält Natriumchlorid und kann zur Überführung in das wasserfreie Natriumcarbonat ohne Abtrennung der Kristalle usw. in ein Kristallisiergefäß eingeführt werden. Falls der Gehalt an Sulfationen größer als 0,2 Gew.-% (als Na₂SO₄) ist, ist es bevorzugt, die Kristalle teilweise oder vollständig von der Mutterlösung zu trennen.

Es ist erforderlich, daß man in der gesättigten Lösung des Natriumcarbonats in dem Kristallisationsgefäß eine Konzentration von 10 bis 22 Gew.-% an Natriumchlorid schafft. Bei einer anderen Natriumchlorid-Konzentration können keine stäbchenförmigen sekundären Kristallkeime gebildet werden und das angestrebte wasserfreie Natriumcarbonat kann trotz Temperaturkontrolle in dem Reaktionsgefäß nicht erhalten werden.

Es ist notwendig, daß der Übergang von Natriumcarbonatmonohydrat in wasserfreies Natriumcarbonat bei einer Temperatur durchgeführt wird, die um 3° bis 7°C höher liegt als die Umwandlungstemperatur des Natriumcarbonatmonohydrats in das wasserfreie Natriumcarbonat.

Falls die Temperatur in dem Gefäß höher liegt als die obere Grenze des erwähnten Temperaturbereichs (7°C über der Übergangstemperatur), werden Kristallagglomerate gebildet, aber keine kugelförmigen Kristalle. Falls andererseits die Temperatur niedriger liegt als die untere Grenze des erwähnten Temperaturbereichs (3°C über der Übergangstemperatur), können die angestrebten Kristalle nicht in einem praktisch brauchbaren Maße erhalten werden, da der Übergang in wasserfreies Natriumcarbonat bemerkenswert langsam verläuft. In der Fig. ist der Temperaturbereich von 3° bis 7°C über der Übergangstemperatur in Abhängigkeit von der Natriumchloridkonzentration in der gesättigten wäßrigen Natriumcarbonatlösung durch die schraffierte Fläche dargestellt.

Die Übergangstemperatur wird durch folgendes Verfahren bestimmt:

In einen 1-l-Glaskolben werden 800 ml einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumcarbonat und Natriumchlorid in der spezifischen Konzentration gegeben und unter Erhitzen mit einem Heizer bei vermindertem Druck eingedampft, und zwar mit einer Verdampfungsgeschwindigkeit des Wassers von ungefähr 50 cm³/h. Dabei fallen Kristalle aus. Die Konzentrationen der Komponenten verändern sich in Abhängigkeit von der Verdampfung des Wassers und der Ausfällung von Kristallen. Eine wäßrige Lösung von Natriumcarbonat mit einer Konzentration von ungefähr 30 Gew.-% wird über einen Tropftrichter zugegeben. Sobald Kristalle ausfallen, werden diese Kristalle analysiert, um zu bestimmen, ob Natriumcarbonatmonohydrat oder wasserfreies Natriumcarbonat vorliegt. Das Verfahren wird bei verschiedenen Temperaturen in unterschiedlichen Konzentrationen wiederholt. Die Temperatur, bei der eine Mischung von Natriumcarbonatmonohydrat und wasserfreiem Natriumcarbonat gebildet wird, wird als seine Übergangstemperatur bezeichnet.

Bemerkung

Die lineare Wachstumsgeschwindigkeit der stäbchenförmigen sekundären Kristallkeime ist ungefähr 0,06 mm/h. Eine angestrebte Länge des wasserfreien Natriumcarbonats kann dadurch erreicht werden, daß man eine Kristallverweilzeit für die gewünschte Durchschnittslänge der Kristalle vorbestimmt. Die Aufschlämmung von wasserfreiem Natriumcarbonat, wie sie durch die Umwandlung aus Natriumcarbonatmonohydrat in wasserfreies Natriumcarbonat erhalten wird, kann durch geeignete Verfahren, wie Zentrifugieren, getrennt werden. Es ist möglich, die Kristalle des wasserfreien Natriumcarbonats zu waschen, um Natriumchlorid zu entfernen.

Die den Kristallen des wasserfreien Natriumcarbonats anhaftende Mutterlösung kann durch Waschen mit Waschflüssigkeit entfernt werden. Die Menge der Waschflüssigkeit kann mehrere Prozent, bezogen auf die Menge der Kristalle, ausmachen. Selbst wenn man kaltes Wasser als Waschflüssigkeit verwendet, wird während des Waschens im wesentlichen keine Hydratation verursacht. Wenn die Kristalle sofort nach der Trennung und dem Waschen getrocknet werden, ist es möglich, wasserfreies Natriumcarbonat mit einem Wassergehalt von geringer als 1 Gew.-%, insbesondere etwa 0,2 Gew.-%, zu erhalten.

Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens werden näher erläutert.

Die Lösung von Natriumcarbonat mit einem Gehalt an Natriumchlorid in dem Kristallisationsgefäß ist gesättigt, da Natriumcarbonatmonohydrat oder wasserfreies Natriumcarbonat in Form einer Aufschlämmung vorliegt. Folglich kann die Lösung, die in das Kristallisationsgefäß eingespeist wird, gesättigt oder nicht gesättigt sein, sie sollte nur Natriumchlorid enthalten, damit die Konzentration von 10 bis 22 Gew.-% in dem Kristallisationsgefäß erreicht wird. Der Temperaturbereich 3° bis 7°C über der Übergangstemperatur, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, reicht von (110,4-0,42 x)°C bis (114,4-0,42 x)°C, wobei x eine auf das Gewicht bezogene Konzentration an Natriumchlorid bedeutet.

Die Abtrennung des wasserfreien Natriumcarbonats von der Mutterlösung sollte vorzugsweise so durchgeführt werden, daß bei der Trennung die Temperatur des Gemisches über der Übergangstemperatur gehalten wird, wodurch die Umwandlung des wasserfreien Natriumcarbonats in Natriumcarbonatmonohydrat verhindert werden kann. Die Trennung wird vorzugsweise mit Hilfe einer Zentrifuge durchgeführt, um die Zeit des Kontakts von wasserfreiem Natriumcarbonat mit der Mutterlösung bei einer Temperatur unter der Übergangstemperatur abzukürzen.

Das erhaltene wasserfreie Natriumcarbonat kann mit Wasser oder mit einer wäßrigen Lösung von Natriumcarbonat gewaschen werden. Es ist notwendig, die Zeit des Kontakts der Waschflüssigkeit mit dem wasserfreien Natriumcarbonat kurz zu halten. Vorzugsweise wird die Waschflüssigkeit auf das wasserfreie Natriumcarbonat gesprüht, das in einer Zentrifuge rotiert.

Im folgenden werden weitere Eigenschaften des erhaltenen wasserfreien Natriumcarbonats beschrieben.

(1) Die Schüttdichte liegt im Bereich von 1,3 bis 1,6, was bemerkenswert höher ist als die von herkömmlicher schwerer Soda.
(2) Die Fließfähigkeit ist ausgezeichnet und ermöglicht so eine leichte Handhabung.
(3) Luftfeuchtigkeit wird im wesentlichen nicht absorbiert, selbst bei der Lagerung an Luft.
(4) Die Härte ist groß genug, um eine Pulverisation während der Handhabung zu verhindern.

Im folgenden wird die Erfindung durch Beispiele und Vergleichsbeispiele näher erläutert.

Beispiel 1

In ein 5 l fassendes Kristallisationsgefäß, das vollständige Durchmischung ermöglicht, speist man eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt von 15,5 Gew.-% Natriumcarbonat und 15,0 Gew.-% Natriumchlorid in einer Geschwindigkeit von 3200 g/h ein und gibt mit einer Geschwindigkeit von 1200 g/h hexagonale tafelförmige Kristalle von Natriumcarbonatmonohydrat zu. (Eine Teilchengrößenverteilung ist in Tabelle 1 gezeigt.) Das Natriumcarbonatmonohydrat wurde durch Hydratisierung von leichter Soda erhalten, die aus einem Solvay- Verfahren stammte. Die Temperatur ist dem Kristallisationsgefäß wird auf 106°C gehalten. Die resultierende Aufschlämmung von wasserfreiem Natriumcarbonat wird bei 102° bis 104°C mittels einer Zentrifuge getrennt. Dabei erhält man einen Kuchen aus wasserfreien Kristallen in einer Menge von 980 g/h und eine Mutterlauge mit einem Gehalt an 13,9 Gew.-% Natriumchlorid und 16,5 Gew.-% Natriumcarbonat in einer Menge von 3420 g/h. Der Kuchen wird sofort getrocknet und man erhält wasserfreie Kristalle.

Die wasserfreien Kristalle sind im wesentlichen kugelförmige Kristalle mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 350 µm, sie zeigen ausgezeichnete Fließfähigkeit und eine Schüttdichte von 1,59, was im Hinblick auf die herkömmliche schwere Soda unerwartet ist. Die wasserfreien Kristalle haben einen Wassergehalt von 0,3 Gew.-% und einen Gehalt an Natriumchlorid von 0,4 Gew.-%. Die Kristalle wurden während des Trennverfahrens in der Zentrifuge mit Wasser gewaschen, wobei die Menge des Wassers 3 Gew.-% des Kuchens ausmachte. Dabei wird das Natriumchlorid im wesentlichen entfernt. Der Wassergehalt wird nicht wesentlich vergrößert. Die anderen Eigenschaften des wasserfreien Natriumcarbonats sind in der Tabelle 2 aufgeführt.

Beispiele 2 bis 6 und Vergleichsbeispiele 1 bis 7

Die jeweiligen Umwandlungs- und Testverfahren werden, wie in Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die Konzentration an Natriumchlorid in der Mutterlauge und die Temperatur in dem Kristallisationsgefäß verändert werden. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt.

Beispiel 7

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß jetzt hexagonale tafelförmige Kristalle eines Natriumcarbonatmonohydrats verwendet werden, die durch Umsetzung von Natriumcarbonat mit einer Elektrolyselösung mit einem Gehalt von 9,6 Gew.-% an Natriumhydroxid und 16,8 Gew.-% Natriumchlorid erhalten wurden. Diese Elektrolyselösung stammt aus einer Diaphragmaelektrolyse von Natriumchlorid. Die Ergebnisse sind im wesentlichen die gleichen wie die von Beispiel 1.

Beispiel 8

In ein 5 l fassendes Kristallisationsgefäß, das vollständige Durchmischung ermöglicht, wird eine wäßrige Aufschlämmung mit der untenstehenden Zusammensetzung eingespeist, und zwar in einer Menge von 4500 g/h, wobei die Temperatur in dem Kristallisationsgefäß auf 106°C gehalten wird. Die wäßrige Aufschlämmung mit einem Feststoffanteil von 30 Gew.-% enthält hexagonale plättchenförmige Kristalle von Natriumcarbonatmonohydrat (eine Teilchengrößenverteilung wird in Tabelle 1 gezeigt) und wurde dadurch erhalten, daß man eine aus einem Diaphragmaelektrolyseverfahren von Natriumchlorid stammende Elektrolyselösung mit einem Gehalt von 9,6 Gew.-% Natriumhydroxid und 16,8 Gew.-% Natriumchlorid mit Natriumcarbonat umsetzt.

Na₂CO₃15,8 Gew.-% NaCl15,1 Gew.-% Na₂SO₄ 0,2 Gew.-% andere.

Das wasserfreie Natriumcarbonat wird nach dem Verfahren von Beispiel 1 abgetrennt. In der Tabelle 2 ist das Ergebnis aufgeführt. Die physikalischen Eigenschaften sind wegen der Verunreinigung mit Na₂SO₄ etwas schlechter. Die Mutterlauge enthält 14,0 Gew.-% Natriumchlorid und 0,2 Gew.-% Natriumsulfat.

Beispiele 9 bis 11

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß man Na₂SO₄ zu der wäßrigen Lösung gibt, bis die jeweils spezifizierte Konzentration an Natriumsulfat in der jeweiligen Mutterlauge erreicht ist. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 aufgeführt. Wenn die Konzentration an Natriumsulfat größer als 0,2 Gew.-% ist, gehen die kugelförmigen Kristalle in eine flache Form über.

Vergleichsbeispiel 8

Das in Beispiel 1 verwendete Natriumcarbonatmonohydrat wurde mit einem herkömmlichen Verfahren in schwere Soda konvertiert. Die physikalischen Eigenschaften sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Messung der physikalischen Eigenschaften Schüttdichte

In einen 100 ml Meßzylinder gibt man 100 g der Probe und schüttelt den Meßzylinder, bis keine Volumenveränderung mehr beobachtet wird. Aus dem gemessenen Volumen und dem Gewicht (100 g) wird die Schüttdichte berechnet.

Wasseraufnahme

50 g einer Probe werden auf eine Glasschale mit einem Durchmesser von 10 cm gegeben und bei 30°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50% 14 Tage lang aufbewahrt. Die Gewichtszunahme wird bestimmt. Durch Division des vergrößerten Gewichts durch das Ausgangsgewicht (50 g) wird die Wasserabsorption bestimmt.

Fließfähigkeit

Es wird die Zeit gemessen, in der 150 g einer Probe durch einen Glastrichter, dessen Hals einen inneren Durchmesser von 4,5 mm hat, durchlaufen.

Tabelle 1

Tabelle 2

Fortsetzung Tabelle 2

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von wasserfreiem Natriumcarbonat durch Erhitzen einer Natriumcarbonatmonohydrat enthaltenden, gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumcarbonat auf eine oberhalb der Umwandlungstemperatur des Natriumcarbonatmonohydrats in das wasserfreie Natriumcarbonat liegende Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung 10 bis 22 Gew.-% an Natriumchlorid enthält und auf 3° bis 7°C über die Umwandlungstemperatur erhitzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine gesättigte wäßrige Lösung von Natriumcarbonat mit einem Gehalt von 10 bis 22 Gew.-% Natriumchlorid verwendet, bei der die Natriumsulfatkonzentration geringer als 0,2 Gew.-% ist.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Natriumcarbonatmonohydrat verwendet, das durch Hydratisierung von leichter Soda erhalten wurde, wobei die leichte Soda durch Calzinieren eines aus einem Solvay-Verfahren und/oder Ammoniumchlorid- Soda-Verfahren stammenden Natriumcarbonats hergestellt wurde.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Natriumcarbonatmonohydrat in Form einer Aufschlämmung verwendet, die bei der Carbonisierung einer Elektrolyselösung aus einer Diaphragmaelektrolyse von Natriumchlorid mit Kohlendioxidgas oder Natriumcarbonat entsteht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abtrennung des durch die Umwandlung erhaltenen wasserfreien Natriumcarbonats von der Mutterlauge bei einer Temperatur der Aufschlämmung vornimmt, die über der Umwandlungstemperatur von wasserfreien Natriumcarbonat liegt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das von der Mutterlauge getrennte wasserfreie Natriumcarbonat mit Wasser oder einer wäßrigen Lösung von Natriumcarbonat wäscht, indem man es während der Abtrennung der Waschflüssigkeit in einer Zentrifuge besprüht.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die vom wasserfreien Natriumcarbonat abgetrennte Mutterlauge mit einem Gehalt an Natriumcarbonat und Natriumchlorid wieder verwendet.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur bei der Umwandlung in einem Bereich von (110,4-0,42 x)°C bis (114,4-0,42 x)°C liegt, wobei x die Gewichtskonzentration von Natriumchlorid in dem Kristallisationsgefäß bedeutet.