-
Verfahren zur Herstellung von Natriumperborat mit niedrigem Schüttgewicht
Die Erfinderin hat sich die Aufgabe gestellt, Natriumperborat von niedrig-emSchüttgeivicht
ausBorax,Wasserstoffsuperoxyd und Ätznatron herzustellen. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß
dadurch gelöst -worden, daß man einer konzentrierten- wäßr#gen Lösung von Borax
und Wasserstoffsuperoxyd Ätznatron in Form verdünnter wäßriger Lbsungen unter Rühren
bei Temperaturen von 30', z.B. etwa 5 bis iS', allmählich zusetzt,
so daß eine starke Übersättigung der Lösung an Perborat erfolgt und das erzeugte
Perborat vorzugsweise rasch von der Mutterlauge trennt und trocknet. Die zur Durchführung
des Verfahrens dienenden ÄtznatronlÖsungen können z. B. etWa 40-- Na OH auf
iooo#cm Wasser enthalten. Die allmähliche Zugabe der Ätznatronlösung zu der Borax
und Wasserstoffsuperoxyd enthaltenden Lösung kann z. B. innerhalb eines Zeitraumes
von etwa 5 Minuten bis etwa 2 Stunden, vorzugsweise innerhalb 1/2 Stunde
bis etwa 2 Stunden, erfolgen. Durchüberschreiten des Zeitraumes von 2 Stunden können
Wirkungssteigerungen im allgemeinen nicht mehr erreicht werden. Das Verfahreh wird
vorteilhaft unter Anwendung stabilisierender Mittel, wie Magnesiumsilicat, durchgeführt.
Diese werden zweckmäßig der Lösung von Borax und Wasserstoffsuperoxyd. einverleibt,
bevor mit der Zuführung des Ätznatrons begonnen wird. Durch Zugabe des Ätznatrons
zu der konzentriertenLösung von Borax undWasserstoffsuperoxyd bei niedrigen Temperaturen
wird die übersättigung der Lösung mit Perborat begünstigt. Durch energisches Rühren
wird die gewünschte Abscheidung des Perborats in Form feiner Teilchen begünstigt.
-
Der pj.I-Wert des Lösungsgemisches von Borax und Wasserstoffsu eroxyd,
der anfangs p t'
bei Anwendung üblichen sauer reagierenden technischen
Wasserstofisuperoxyds z.B.etwa 6,7 bis -,2 beträgt, wird durch Zusatz des
Ätznatrons allmählich -estei-ert. -Nachdem der -rößte Teil des Ätznatrons zu,--eL-eben
ist, steift der pjj-Wert ziemlich rasch, z.B. auf etwa pH=g an. Die Lösung trübt
sich während des Zugebens des Ätznatrons lan-sam, bis schließlich die Hauptmenge
des Perb,-vats spontan in feinen Partikeln ausfällt.
-
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die . -eschiedenen Kristalle
nicht zu lange in abtn Berührung mit der 'Mutterlauge zu lassen und auch den Trocknungsvorgan-
rasch bzw. unter Beschleunigung durchzuführen, um ein unerwünschtes, das Schüttg
wicht des Endpro-.I e duktes erhöhendes Wachsen oder Zusammenwachsen der Kristalle
zu verhindern. Die Erfindung gestattet die Herstellung von Erzeunissen, welche nach
Abtrennung des Perborats und -uter Trocknung Schüttgeivichte von z.B. etwa ioo bis
200g.."I zeigen. Vergleichsweise sei erwähnt, daß in bekannter Weise, z. B. durch
Eintra-en von Natriuminetaborat in Wasserstollsuperoxyd, erhaltencs Perborat im
allgemeinen Schüttgewichte besitzt, welche zwischen etwa 65o bis 6,-o -'l und darüber
liegen.
-
Die Bildung des leichten Natriumperborats wird, wie ferner gefunden
wurde, dadurch gefördert, daß man für die Anwesenheit von solchen Salzen oder Verbindun-en
in der Flotte Sorge träg a t, welche die Bildung ein-er Vielzahl von Kristallkeimen
bewirken oder g Derartige Salze sind z. B. Albe-iinstigen.
-
kalisalze, wie Natriumchlorid, -carbonat, -ilitrat oder -acetat oder
die entsprechenden Kalium- oder Ammoniunicalze, ferner lösliche Salze der Erdallzalimetalle,
z. B. Salze des Calciums, Bariums usw., weiter Salze oder Verbindungen des 'Magnesiums,
Aluminiums, Zinks oder Cadmiums. Als die Bildung von Kristallkeimen fördernde Salze
kommen weiterhin in Betracht lösliche Formiate, Citrate '. Oxalate, Penzoate, Lactate,
Propionate o. dgl. der genannten Basen. Auch Verbindungen wie Ameisensäuremethylester
o.dgl. haben sich als Zusatzinittel bewährt. In gegebenen Fällen i ZD 11 z' können
auch zwei oder mehrere derartiger die Bildung von Kristallkeimen fördernde Verbindungen
oder Salze angewendet werden. Die Menge der Zusätze wird so geregelt, daß die Lösung
in bezug auf diesellien ungesät-C "i tigt ist. Im allgemeinen kann man etwa bis
3 Mol dieser zusätzlichen Verbindun-CYCII oder Salze auf i 'Molekül Borax
zur Anwendung bringen. Bei Zugabe von Salzen oderVerbindun-en desMagnesiums, Calciums,
Bariums o.dgl. empfiehlt es sich, entsprechend geringe Men-en zur Anwendun- zu bringen.
Das zur Bildun- von -Natrium erborat und ZD p Borax erforderliche Alkali kann gegebeaenfalls
auch ganz oder zum Teil duri#hNatriumionen liefernde Verbindungen, wi- Soda, Trinatriumphosphat
u.d-I., derLösung zu,-elührt werden.
-
Es ist bereits ein Verfahren zur Ilerstellung von Alkaliperborat hekannt,
bei welchem Wasserstoffsuperoxyd oder äquivalente Peroxydverbindungen auf Borsäure
oder Borate in wäßrigem Medium in Gegenwart einer kleinen Menge von löslichen Salzen
der Erdalkalimetalle, des -Magnesiums oder Zinks zur Einwirkung gebracht wird, wobei
in ma-nehen Fällen eine Verringerung des Schüttgewichts festgestellt worden sein
soll. Wie im Eingang vorliegender Beschreibung erwähnt wurde, liegt das Schüttgewicht
v on Perborat im allgemeinen zwischen etwa 65o und 670,-/1. Wenn dieses Schüttgewicht
bei Ausübung des bekannten Verfahrens in gegebenen Fällen vermindert wird, so konnte
hieraus nicht geschlossen werden, da.12) man durch allmähliche Zugabe einer verdünnten
wäßri-c-n Ätznatronlösung zu einer 'konzentrierten Lösung von Borax und Wasserstoffsuperoxyd
unter Rühren bei niedrigen Temperaturen Erzeugnisse erhalten kann, deren Schüttgewicht
eine völlig andere Größenordnung aufweist, nänilich etwa i oo bis 2oo gil. Beispiele
I - 477 9 Borax werden in 65oo ccm Wasser bei 40' unter Rühren gelöst.
Nach dem Er-C kalten werden der BoraxIösung 348 - krist. Natriumacetat, 45o
ccm Wasserstoffsuperoxyd (4oo'oig) und 22 ccm Magnesitunsilicatauf-C g Nach
Zugabe des schlämmung zugefügt.
-
Wasserstoffsuperoxyds wird die Boraxlösung rasch vollkommen klar,
wobei der pl-I-Wert etwa 6,8 beträgt. -Man 1ä-lit die Lösung etwa 1j/2 Stunde
stehen und kühlt sie dabei auf io' ab. Während weiterer 35 bis 6o Minuten
läßt man sodann eine Lösung von ioog NaOH in 700ccm H.0 gleichmäßig zulaufen, wobei
die Temperatur auf etwa io bis 15' gehalten wird. Während der ganzen Zeit wird die
Lösung kräftig durchgerührt, wobei man einen Rührer mit hohen Umlaufzahlen, z.B.
3 bis 5 Umdrehungen in der Sekunde, verwendet. Durch die Zugabe der
NaOH-Lösung steigt der PH-Wert der Flotte langsam an und erreicht nach 15 Minuten
etwa 7, wobei sich die Flotte durch ausfallendes Perborat zu trüben beginnt.
Nach weiteren i o Minuten fällt die Hauptmenge des Perborats aus, der PH-Wert steigt
rasch an, es wird Wärme frei. Sobald die N.atronlauo-c b
vollständi- eingetragen
ist, wird noch 2o Minuten. weitergerührt. Sodann wird abzentrifugiert. Das Salz
wird mit 3000ccm Wasser e
"edeck -t. Nach dem Trocknen an
der Luft und im Vakuumschrank werden etwa 655 o-Natriumperborat von ausgezeichneter
Haltbarkeit mit einem Schüttgewicht von ioo bis i5o &/1 mit einer Ausbeute
von 85()o erlia-Iten. Die Mutterlauge kann für eine#k-uansatz weiterverwendet werden.
-
-2. In 65oo ccm Wasser werden 477 g
Borax gelöst. g -Nach
Abkühlen auf 15' wird die Lösun- mit '-\lagnesiumsilicatai-ifschlämmung und 45occm
Wasserstoffsuperoxyd von 4ooo versetzt. Sodann werden 1.35 9 Soda in kleineren
Portionen unter gutem Rühren der Lösung zu,-eSetzt. -Nach etwa --o Minuten zei-t
sich die erste Trübun- durch ausfallen-7 #? des Natriumperborat. Während des Ausfallens
wird die Lösung auf io# gekühlt. Der Zusatz der Soda wird in etwa 40 Minuten vorgenommen.
-Nach weiteren 4o Minuten, während denen ebenso wie während des Sodazusatzes kräfti-
durch-erührt wird, wird das C> C
Natriumperborat abgenutscht und so von der
Mutterlauge befreit. Es wird mit 3 1 Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen
erhält man D -
etwa 42o - Natriumperborat vom Schüttgewicht iSo bis
iSogil. Die Mutterlaugge g z#» kann für einen neuen Ansatz verwendet werden.