JP3112465B2 - 重炭酸ナトリウム及び重炭酸ナトリウムの結晶化方法 - Google Patents
重炭酸ナトリウム及び重炭酸ナトリウムの結晶化方法Info
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- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、特定の形態を有する重炭酸ナトリウム並び
にその製造方法に関する。
にその製造方法に関する。
（従来の技術及び発明が解決しようとする課題） 重炭酸ナトリウムを得るための種々の既知の方法があ
る。
る。
一般に、アンモニア法と称され、工業的に普通に使用
される第一の方法は、アンモニア性食塩水を二酸化炭素
を含むガスで処理することからなる（テーパング・ホウ
（TE−PANG HOU）著、“Manufature of soda"−第２編
−American Chemical Society Monograph Series−1969
年−ハフナー・パブリッシング・カンパニィ（Hafner P
ublishing Company）−132〜157頁を参照のこと）。
される第一の方法は、アンモニア性食塩水を二酸化炭素
を含むガスで処理することからなる（テーパング・ホウ
（TE−PANG HOU）著、“Manufature of soda"−第２編
−American Chemical Society Monograph Series−1969
年−ハフナー・パブリッシング・カンパニィ（Hafner P
ublishing Company）−132〜157頁を参照のこと）。
別の方法は、塩化ナトリウムの飽和水溶液を水に不溶
性の窒素質有機塩基（一般にアミン）と混合し、得られ
る混合物を二酸化炭素を含むガスで処理することからな
る（ソルベイ・アンド・シィ（SOLVAY ＆ Cie）のフラ
ンス国特許第2,545,079号Ａ及び同第2,551,428号Ａを参
照のこと）。
性の窒素質有機塩基（一般にアミン）と混合し、得られ
る混合物を二酸化炭素を含むガスで処理することからな
る（ソルベイ・アンド・シィ（SOLVAY ＆ Cie）のフラ
ンス国特許第2,545,079号Ａ及び同第2,551,428号Ａを参
照のこと）。
特に食品用を目的とする、高純度の重炭酸ナトリウム
を製造するためには、炭酸ナトリウムの水溶液が二酸化
炭素を含むガスの作用を受ける（シュレベ（SHREVE）著
−“The Chemical Press Industries"−第２編−1969年
−マグローヒル・ブック・カンパニィ（McGrow−Hill B
ook Company,Inc.）−”）−259頁を参照のこと）。
を製造するためには、炭酸ナトリウムの水溶液が二酸化
炭素を含むガスの作用を受ける（シュレベ（SHREVE）著
−“The Chemical Press Industries"−第２編−1969年
−マグローヒル・ブック・カンパニィ（McGrow−Hill B
ook Company,Inc.）−”）−259頁を参照のこと）。
これらの既知の方法に於いて、二酸化炭素を含むガス
による処理は、重炭酸ナトリウムの結晶の水性懸濁液を
生成する。それ故、これらの方法は、それから重炭酸ナ
トリウム結晶を抽出するために、懸濁液の濾過及びこれ
らの結晶の乾燥を伴なう。これらの二つの操作は、長時
間を要し、費用がかかり、更に、大きな投資を伴なう。
乾燥後に得られる重炭酸ナトリウムは一般に微細な粉末
の形態であり、その粒子は不規則な形状及び大きさであ
り、しばしば広い粒径分布を有する。
による処理は、重炭酸ナトリウムの結晶の水性懸濁液を
生成する。それ故、これらの方法は、それから重炭酸ナ
トリウム結晶を抽出するために、懸濁液の濾過及びこれ
らの結晶の乾燥を伴なう。これらの二つの操作は、長時
間を要し、費用がかかり、更に、大きな投資を伴なう。
乾燥後に得られる重炭酸ナトリウムは一般に微細な粉末
の形態であり、その粒子は不規則な形状及び大きさであ
り、しばしば広い粒径分布を有する。
（課題を解決するための手段） 本発明は、新規な形態の重炭酸ナトリウムに関するも
のであり、これは、それが一層大きな大きさの規則的な
粒子から形成される点で、既知の重炭酸ナトリウムとは
異なる。
のであり、これは、それが一層大きな大きさの規則的な
粒子から形成される点で、既知の重炭酸ナトリウムとは
異なる。
それ故、本発明は、卵形もしくは球形の粒子の形態で
ある重炭酸ナトリウムに関する。
ある重炭酸ナトリウムに関する。
本発明の構成内で、卵形粒子は、鋭くとがった端部の
ない、本質的に曲面を有する粒子である。それらは、一
般にレンズから理想の球体まで変化し得る、回転プロフ
ィールを有する。
ない、本質的に曲面を有する粒子である。それらは、一
般にレンズから理想の球体まで変化し得る、回転プロフ
ィールを有する。
特別な実施態様によれば、本発明の重炭酸ナトリウム
は、少なくとも0.5、好ましくは0.7より大きい平均の軸
方向比を有する卵形粒子の形態であり、その平均の軸方
向比は、下記の関係式により特定される。
は、少なくとも0.5、好ましくは0.7より大きい平均の軸
方向比を有する卵形粒子の形態であり、その平均の軸方
向比は、下記の関係式により特定される。
（式中、ai及びbiは夫々粒子の最小軸方向寸法及び最大
軸方向寸法を表わし、ｎは重炭酸ナトリウムの粒子の代
表的な試料中の粒子の数を表わす） 特に有利である別の実施態様によれば、本発明の重炭
酸ナトリウムは、少なくとも0.25mm、好ましくは0.50mm
より大きい平均直径を有する粒子の形態であり、その平
均直径は下記の関係式により特定される。
軸方向寸法を表わし、ｎは重炭酸ナトリウムの粒子の代
表的な試料中の粒子の数を表わす） 特に有利である別の実施態様によれば、本発明の重炭
酸ナトリウムは、少なくとも0.25mm、好ましくは0.50mm
より大きい平均直径を有する粒子の形態であり、その平
均直径は下記の関係式により特定される。
（式中、niは平均直径diを有する粒子の試料中の粒子の
重量分率を表わす）（G.ヘーダン（HERDAN）著−“Smal
l particle statistics"−第２編−1960年−バターワー
ス（Butterworths）−10頁及び11頁を参照のこと）。
重量分率を表わす）（G.ヘーダン（HERDAN）著−“Smal
l particle statistics"−第２編−1960年−バターワー
ス（Butterworths）−10頁及び11頁を参照のこと）。
本発明の重炭酸ナトリウムを形成する粒子の最適の平
均直径は、それが意図される用途に依存する。多くの用
途に非常に適する本発明の重炭酸ナトリウムは、0.50〜
3mmの平均粒径及び0.75〜0.95の平均の軸方向比を有す
る。ほぼ球形の粒子が好ましい。
均直径は、それが意図される用途に依存する。多くの用
途に非常に適する本発明の重炭酸ナトリウムは、0.50〜
3mmの平均粒径及び0.75〜0.95の平均の軸方向比を有す
る。ほぼ球形の粒子が好ましい。
本発明の重炭酸ナトリウムの好ましい実施態様に於い
て、卵形もしくは球形の粒子はモノリスである。
て、卵形もしくは球形の粒子はモノリスである。
モノリス粒子は、重炭酸ナトリウムの非凝集単位ブロ
ックから形成される粒子を表わすものと理解される。本
発明によれば、モノリス粒子は、有利には結晶質であ
る。各粒子は多結晶であることが好ましい。
ックから形成される粒子を表わすものと理解される。本
発明によれば、モノリス粒子は、有利には結晶質であ
る。各粒子は多結晶であることが好ましい。
本発明の重炭酸ナトリウムは、一般に高い硬度並びに
高い耐衝撃性及び高い耐摩耗性を有する。その取扱い及
び貯蔵は容易であり、粉塵の発生の危険性が減少され、
あるいは更に排除される。更に、それは、水中の適度の
溶解度を有するという特徴をもつ。
高い耐衝撃性及び高い耐摩耗性を有する。その取扱い及
び貯蔵は容易であり、粉塵の発生の危険性が減少され、
あるいは更に排除される。更に、それは、水中の適度の
溶解度を有するという特徴をもつ。
本発明の重炭酸ナトリウムは、特に薬学、人間もしく
は動物の食品、廃水もしくは酸水の処理、及び炭酸ナト
リウムの製造に、種々の用途がある。
は動物の食品、廃水もしくは酸水の処理、及び炭酸ナト
リウムの製造に、種々の用途がある。
また、本発明は、重炭酸ナトリウムの製造法に関する
ものであり、その方法によれば、重炭酸ナトリウムの過
飽和水溶液が結晶の移動床中に循環される。
ものであり、その方法によれば、重炭酸ナトリウムの過
飽和水溶液が結晶の移動床中に循環される。
本発明の方法に於いて、床の結晶は過飽和溶液の脱過
飽和（de−supersaturation）による重炭酸ナトリウム
の結晶化のための種結晶として役立つ。重炭酸ナトリウ
ム以外の無機物質の結晶を使用することが可能である
が、本発明によれば、重炭酸ナトリウムの結晶の床を使
用することが好ましい。後者は、いずれかの既知の適当
な技術、例えば上記の従来の技術の一つにより得ること
ができる。
飽和（de−supersaturation）による重炭酸ナトリウム
の結晶化のための種結晶として役立つ。重炭酸ナトリウ
ム以外の無機物質の結晶を使用することが可能である
が、本発明によれば、重炭酸ナトリウムの結晶の床を使
用することが好ましい。後者は、いずれかの既知の適当
な技術、例えば上記の従来の技術の一つにより得ること
ができる。
本発明の方法の好ましい実施態様によれば、その方法
中に結晶化された重炭酸ナトリウムの一部が、粉砕さ
れ、その粉砕された重炭酸ナトリウムが移動床中に循環
される。事実、本発明の方法により製造される重炭酸ナ
トリウムの品質は、床中の重炭酸ナトリウムの結晶化を
播種するのに役立つ種結晶が本発明の方法により製造さ
れた重炭酸ナトリウムの粗粒を粉砕することにより得ら
れた粒子を含む場合に、改良される（特に粗粒の形態が
一層規則的である）ことが観察された。
中に結晶化された重炭酸ナトリウムの一部が、粉砕さ
れ、その粉砕された重炭酸ナトリウムが移動床中に循環
される。事実、本発明の方法により製造される重炭酸ナ
トリウムの品質は、床中の重炭酸ナトリウムの結晶化を
播種するのに役立つ種結晶が本発明の方法により製造さ
れた重炭酸ナトリウムの粗粒を粉砕することにより得ら
れた粒子を含む場合に、改良される（特に粗粒の形態が
一層規則的である）ことが観察された。
移動床は、定義によれば、粒子が重炭酸ナトリウムの
溶液の通過中に連続的な運動で保たれる床である。それ
は、適当な結晶化装置で使用し得る。
溶液の通過中に連続的な運動で保たれる床である。それ
は、適当な結晶化装置で使用し得る。
本発明の方法の好ましい実施態様によれば、移動床
は、一般に許容される定義によれば、流動床である（ギ
バウドン（GIVAUDON）、マソット（MASSOT）及びベンシ
モン（BENSIMON）著−“Precis de genie chimique"−
１巻−1960年−ベーゲー−レブラウルト、ナンシ−（Be
rger−Levrault,Nancy）−353〜370頁を参照のこと）。
この目的には、フランス特許出願第88.10402号（ソルベ
イ・アンド・シィ）に記載され特許請求されている技術
が有利に使用され、その技術は、過飽和溶液を、床の下
に配置され、且つ過飽和溶液を微細な垂直流に分配する
ように設計された分配器に通すことからなり、その分配
器は、重炭酸ナトリウムがその表面で自然に結晶化する
ことを防止するのに適当な温度に保たれる。本発明の方
法のこの実施態様を実施するのに好適な装置は、垂直の
円筒形タンク及びタンク中に軸方向に配置され、タンク
の底部のすぐ近くでその出口を有する垂直管を含む。こ
うして、軸方向の管とタンクの円筒形壁部との間に限界
を定められる垂直円形室は、流動床の分配器により二つ
に分割される。この装置を使用する場合、結晶の床が分
配器の上方の円形室中で使用され、過飽和溶液は、それ
が軸方向の壁の底部に近い円形室中に半径方向に浸透
し、分配器を通過し、結晶の床を流動化するような方法
で、軸方向の管に導入される。
は、一般に許容される定義によれば、流動床である（ギ
バウドン（GIVAUDON）、マソット（MASSOT）及びベンシ
モン（BENSIMON）著−“Precis de genie chimique"−
１巻−1960年−ベーゲー−レブラウルト、ナンシ−（Be
rger−Levrault,Nancy）−353〜370頁を参照のこと）。
この目的には、フランス特許出願第88.10402号（ソルベ
イ・アンド・シィ）に記載され特許請求されている技術
が有利に使用され、その技術は、過飽和溶液を、床の下
に配置され、且つ過飽和溶液を微細な垂直流に分配する
ように設計された分配器に通すことからなり、その分配
器は、重炭酸ナトリウムがその表面で自然に結晶化する
ことを防止するのに適当な温度に保たれる。本発明の方
法のこの実施態様を実施するのに好適な装置は、垂直の
円筒形タンク及びタンク中に軸方向に配置され、タンク
の底部のすぐ近くでその出口を有する垂直管を含む。こ
うして、軸方向の管とタンクの円筒形壁部との間に限界
を定められる垂直円形室は、流動床の分配器により二つ
に分割される。この装置を使用する場合、結晶の床が分
配器の上方の円形室中で使用され、過飽和溶液は、それ
が軸方向の壁の底部に近い円形室中に半径方向に浸透
し、分配器を通過し、結晶の床を流動化するような方法
で、軸方向の管に導入される。
過飽和溶液の最適の過飽和度は、種々のパラメータ
ー、特にその温度及び固体または溶解不純物の可能な存
在に依存する。実際に、他の条件が全て同じならば、最
高の過飽和度を生じることが望ましい。しかしながら、
これは結晶の床の上方の結晶化装置の壁部に於ける偶発
的な結晶化または床の結晶の無秩序な成長（これは結晶
の形態及びそれらの機械抵抗に不利となる）を防止する
ために、制限される必要がある。
ー、特にその温度及び固体または溶解不純物の可能な存
在に依存する。実際に、他の条件が全て同じならば、最
高の過飽和度を生じることが望ましい。しかしながら、
これは結晶の床の上方の結晶化装置の壁部に於ける偶発
的な結晶化または床の結晶の無秩序な成長（これは結晶
の形態及びそれらの機械抵抗に不利となる）を防止する
ために、制限される必要がある。
過飽和溶液の温度は重要ではない。しかしながら、床
の結晶の成長速度は、溶液の温度が高い程、速いことが
実際に観察された。しかしながら、溶液の温度は結晶化
装置中に存在する圧力でその沸点より低く留まることが
適当である。例えば、0.5〜15g/kgの過飽和度を有する
重炭酸ナトリウムの水溶液は、結晶化装置中の圧力が通
常の大気圧である場合には、50〜115℃の温度で有利に
使用し得る。過飽和度は、溶液1kg当りの重炭酸ナトリ
ウムの質量を表わし、これは溶液の飽和に相当る質量を
越える。
の結晶の成長速度は、溶液の温度が高い程、速いことが
実際に観察された。しかしながら、溶液の温度は結晶化
装置中に存在する圧力でその沸点より低く留まることが
適当である。例えば、0.5〜15g/kgの過飽和度を有する
重炭酸ナトリウムの水溶液は、結晶化装置中の圧力が通
常の大気圧である場合には、50〜115℃の温度で有利に
使用し得る。過飽和度は、溶液1kg当りの重炭酸ナトリ
ウムの質量を表わし、これは溶液の飽和に相当る質量を
越える。
重炭酸ナトリウムの過飽和水溶液を得るのに使用され
る手段は、重要ではない。
る手段は、重要ではない。
本発明の好ましい実施態様によれば、過飽和溶液を得
るために、まず重炭酸ナトリウムの水溶液（好ましく
は、飽和されている）が、重炭酸ナトリウムよりも水に
可溶性であるナトリウム塩の水溶液と混合され、前記の
塩が得られる混合物中で重炭酸ナトリウムに変換され
る。本発明の方法のこの実施態様に於いて、操作条件
は、前記のナトリウム塩から重炭酸ナトリウムへの変換
中に重炭酸塩の沈殿を防止するように調節される必要が
ある。これらの条件は、ナトリウム塩及び混合される水
溶液の相対重量またはそれらの夫々の濃度の適当な選択
により容易に達成される。ナトリウム塩は、有利には塩
化ナトリウムまたは炭酸ナトリウムであり得る。
るために、まず重炭酸ナトリウムの水溶液（好ましく
は、飽和されている）が、重炭酸ナトリウムよりも水に
可溶性であるナトリウム塩の水溶液と混合され、前記の
塩が得られる混合物中で重炭酸ナトリウムに変換され
る。本発明の方法のこの実施態様に於いて、操作条件
は、前記のナトリウム塩から重炭酸ナトリウムへの変換
中に重炭酸塩の沈殿を防止するように調節される必要が
ある。これらの条件は、ナトリウム塩及び混合される水
溶液の相対重量またはそれらの夫々の濃度の適当な選択
により容易に達成される。ナトリウム塩は、有利には塩
化ナトリウムまたは炭酸ナトリウムであり得る。
直前に記載された本発明の実施態様の第一の別法に於
いて、重炭酸ナトリウムの過飽和溶液を生成するため
に、重炭酸ナトリウムの飽和水溶液がアンモニア性食塩
水と混合され、重炭酸ナトリウムの沈殿を防止するため
に、溶液及びガスの相対量を調節して、得られる混合物
が二酸化炭素を含むガスで処理される。
いて、重炭酸ナトリウムの過飽和溶液を生成するため
に、重炭酸ナトリウムの飽和水溶液がアンモニア性食塩
水と混合され、重炭酸ナトリウムの沈殿を防止するため
に、溶液及びガスの相対量を調節して、得られる混合物
が二酸化炭素を含むガスで処理される。
前記の実施態様の第二の別法に於いて、重炭酸ナトリ
ウムの飽和水溶液が炭酸ナトリウムの水溶液と混合さ
れ、重炭酸ナトリウムの沈殿を防止するために調節され
る条件下で、得られる混合物が二酸化炭素を含むガスで
処理される。
ウムの飽和水溶液が炭酸ナトリウムの水溶液と混合さ
れ、重炭酸ナトリウムの沈殿を防止するために調節され
る条件下で、得られる混合物が二酸化炭素を含むガスで
処理される。
第三の別法に於いて、重炭酸ナトリウムの飽和水溶
液、塩化ナトリウムの水溶液及び水に不溶性の窒素質有
機塩基を含む水に不溶性の有機液体が、混合され、得ら
れる混合物が、得られる反応混合物中で沈殿なしに重炭
酸ナトリウムの過飽和水溶液を得るために、水溶液、有
機液体及びガスの濃度または夫々の量を調節して、二酸
化炭素を含むガスで処理され、前記の反応混合物が、重
炭酸ナトリウムの過飽和水溶液及び窒素質有機塩基の塩
酸塩を含む有機相を別々に回収するために、デカントに
かけられる。
液、塩化ナトリウムの水溶液及び水に不溶性の窒素質有
機塩基を含む水に不溶性の有機液体が、混合され、得ら
れる混合物が、得られる反応混合物中で沈殿なしに重炭
酸ナトリウムの過飽和水溶液を得るために、水溶液、有
機液体及びガスの濃度または夫々の量を調節して、二酸
化炭素を含むガスで処理され、前記の反応混合物が、重
炭酸ナトリウムの過飽和水溶液及び窒素質有機塩基の塩
酸塩を含む有機相を別々に回収するために、デカントに
かけられる。
本発明の方法のこの別法に於いて、窒素質有機塩基
は、定義によれば、水に不溶性であり、且つ塩化水素と
反応して塩基の塩酸塩を生成するのに充分な塩基特性を
有する、あらゆる窒素質有機反応体である。本発明のこ
の別法に使用し得る窒素有機塩素の例は、水不溶性のイ
ミン及びそれらの誘導体、水不溶性の四級アンモニウム
塩並びに水不溶性のアミン及びアミン誘導体である。一
級、二級もしくは三級のアミンが区別しないで使用し得
る。一級アミン、特に分子中に12〜24個の炭素原子、好
ましくは12〜14個の炭素原子を含む一級アルキルアミン
が特に有利に使用される。
は、定義によれば、水に不溶性であり、且つ塩化水素と
反応して塩基の塩酸塩を生成するのに充分な塩基特性を
有する、あらゆる窒素質有機反応体である。本発明のこ
の別法に使用し得る窒素有機塩素の例は、水不溶性のイ
ミン及びそれらの誘導体、水不溶性の四級アンモニウム
塩並びに水不溶性のアミン及びアミン誘導体である。一
級、二級もしくは三級のアミンが区別しないで使用し得
る。一級アミン、特に分子中に12〜24個の炭素原子、好
ましくは12〜14個の炭素原子を含む一級アルキルアミン
が特に有利に使用される。
有機液体は、窒素質有機塩基が、方法を行なう条件下
で液体である場合には、窒素質有機塩基そのものからな
り得る。また、それは、水に不溶性の有機溶媒中の窒素
質有機塩基の溶液であり得る。本発明の構成内で使用し
得る有機溶媒の例は、キシレン、ブチルベンゼン、メチ
ルエチルベンゼン及び特にホワイトスピリット並びに商
品名イソパー（ISOPAR）（エッソ（ESSO））（これはイ
ソパラフィンの混合物である）、ソルベッソ（SOLVESS
O）（エッソ）（これは芳香族化合物の混合物であ
る）、シェルソル（SHELLSOL）AB（シェル（Shell））
（これは芳香族化合物の混合物である）、及びシェルソ
ルＫ（これは脂肪族化合物の混合物である）により知ら
れる市販の溶媒である。
で液体である場合には、窒素質有機塩基そのものからな
り得る。また、それは、水に不溶性の有機溶媒中の窒素
質有機塩基の溶液であり得る。本発明の構成内で使用し
得る有機溶媒の例は、キシレン、ブチルベンゼン、メチ
ルエチルベンゼン及び特にホワイトスピリット並びに商
品名イソパー（ISOPAR）（エッソ（ESSO））（これはイ
ソパラフィンの混合物である）、ソルベッソ（SOLVESS
O）（エッソ）（これは芳香族化合物の混合物であ
る）、シェルソル（SHELLSOL）AB（シェル（Shell））
（これは芳香族化合物の混合物である）、及びシェルソ
ルＫ（これは脂肪族化合物の混合物である）により知ら
れる市販の溶媒である。
“水に不溶性”という表現は、水中の窒素質有機塩基
の溶解度、適当な場合には、水中の溶媒の溶解度が溶液
の2.5重量％以下、好ましくは１重量％以下であること
を意味するものと理解される。
の溶解度、適当な場合には、水中の溶媒の溶解度が溶液
の2.5重量％以下、好ましくは１重量％以下であること
を意味するものと理解される。
有機液体は、必要により窒素質有機塩基の塩酸塩を含
み得る。しかしながら、一般には、有機液体中の窒素質
有機塩基の塩酸塩の重量対窒素質有機塩基と塩酸塩との
混合物の合計重量の比は0.25を越えないことが適当であ
り、0.20未満の比が推奨され、0.15未満の比が好まし
い。以下の本文に於いて、この比は“有機液体中の塩酸
塩の割合”と称される。
み得る。しかしながら、一般には、有機液体中の窒素質
有機塩基の塩酸塩の重量対窒素質有機塩基と塩酸塩との
混合物の合計重量の比は0.25を越えないことが適当であ
り、0.20未満の比が推奨され、0.15未満の比が好まし
い。以下の本文に於いて、この比は“有機液体中の塩酸
塩の割合”と称される。
以下、本発明の特徴及び詳細を、図面を参照しなが説
明する。
明する。
これらの図に於いて、同じ参照番号は同じ部分を表わ
す。
す。
第１図に図示された装置は、反応室１及び結晶化室２
を含む。
を含む。
反応室１は、炭酸ナトリウムで飽和された水溶液３、
重炭酸ナトリウムで飽和された（またはわずかに過飽和
された）水溶液４及び二酸化炭素を含むガス５でもっ
て、連続的に、且つ同時に供給される。ガス５は例えば
少なくとも60重量％の二酸化炭素を含む、石灰キルンか
ら回収されたガスである。
重炭酸ナトリウムで飽和された（またはわずかに過飽和
された）水溶液４及び二酸化炭素を含むガス５でもっ
て、連続的に、且つ同時に供給される。ガス５は例えば
少なくとも60重量％の二酸化炭素を含む、石灰キルンか
ら回収されたガスである。
ガス５の流量は、室１中に溶液３により導入される全
ての炭酸ナトリウムが、この室中で重炭酸ナトリウムに
変換されることを確保するのに充分な値に調節される。
更に、溶液３及び４並びにガスの夫々の流量は、重炭酸
ナトリウムの沈殿を防止する目的で、室１中で重炭酸ナ
トリウムで過飽和された水溶液を生成するために調節さ
れる。
ての炭酸ナトリウムが、この室中で重炭酸ナトリウムに
変換されることを確保するのに充分な値に調節される。
更に、溶液３及び４並びにガスの夫々の流量は、重炭酸
ナトリウムの沈殿を防止する目的で、室１中で重炭酸ナ
トリウムで過飽和された水溶液を生成するために調節さ
れる。
それ故、反応室１から回収される反応混合物６は、重
炭酸ナトリウムで過飽和された水溶液である。それは、
ポンプ７を経由して、結晶化室２にそのまま移される。
また、反応しなかった過剰のガス11が、室１から回収さ
れる。
炭酸ナトリウムで過飽和された水溶液である。それは、
ポンプ７を経由して、結晶化室２にそのまま移される。
また、反応しなかった過剰のガス11が、室１から回収さ
れる。
結晶化室２中で、過飽和溶液６は、重炭酸ナトリウム
の結晶（その粒子の平均直径は約0.25〜1mmの範囲であ
る）の床中を底部から上部へと垂直に通過する。結晶の
床の寸法及び過飽和溶液６の上昇速度は、微細な粒子が
その溶液により床から外に連行されることを防止すると
共に、床の全てを流動化するように調節される。それ
故、溶液６は、それが床を通過する際に、次第に脱過飽
和され、その結果床の結晶が成長する。結晶化室の底部
を占める粗大な大きさの画分が、回収管８により周期的
に、または連続的に回収される。結晶の床の高さは、室
２の上部に集められる結晶化の母液が、重炭酸ナトリウ
ムで飽和またはわずかに過飽和された水溶液であるよう
に、調節される。それは反応室１に供給され、そこでそ
れは上記の溶液４を構成する。
の結晶（その粒子の平均直径は約0.25〜1mmの範囲であ
る）の床中を底部から上部へと垂直に通過する。結晶の
床の寸法及び過飽和溶液６の上昇速度は、微細な粒子が
その溶液により床から外に連行されることを防止すると
共に、床の全てを流動化するように調節される。それ
故、溶液６は、それが床を通過する際に、次第に脱過飽
和され、その結果床の結晶が成長する。結晶化室の底部
を占める粗大な大きさの画分が、回収管８により周期的
に、または連続的に回収される。結晶の床の高さは、室
２の上部に集められる結晶化の母液が、重炭酸ナトリウ
ムで飽和またはわずかに過飽和された水溶液であるよう
に、調節される。それは反応室１に供給され、そこでそ
れは上記の溶液４を構成する。
第２図に示された装置中で、反応室１は、塩化ナトリ
ウムの飽和水溶液９、重炭酸ナトリウムで飽和（または
わずかに過飽和）された水溶液４、二酸化炭素を含むガ
ス５及び重炭酸ナトリウムの水溶液に不溶性の一級アミ
ンを含む有機液体10でもって、同時に供給される。有機
液体10は、例えば、商品名プリメン（PRIMENE）JMT（ロ
ーム・アンド・ハース（Rohm ＆ Haas））として知られ
る一級アルキルアミン（これは、その分子中に18〜24個
の炭素原子を含む）のキシレン中の50重量％溶液であり
得る。また、有機液体は、溶媒に溶解されずにそのまま
使用される、その分子中に18個未満の炭素原子を含む液
体の一級アルキルアミン、例えば商品名プリメン81R
（ローム・アンド・ハース）として知られるアミン（そ
の分子は12〜14個の炭素原子を含む）であり得る。
ウムの飽和水溶液９、重炭酸ナトリウムで飽和（または
わずかに過飽和）された水溶液４、二酸化炭素を含むガ
ス５及び重炭酸ナトリウムの水溶液に不溶性の一級アミ
ンを含む有機液体10でもって、同時に供給される。有機
液体10は、例えば、商品名プリメン（PRIMENE）JMT（ロ
ーム・アンド・ハース（Rohm ＆ Haas））として知られ
る一級アルキルアミン（これは、その分子中に18〜24個
の炭素原子を含む）のキシレン中の50重量％溶液であり
得る。また、有機液体は、溶媒に溶解されずにそのまま
使用される、その分子中に18個未満の炭素原子を含む液
体の一級アルキルアミン、例えば商品名プリメン81R
（ローム・アンド・ハース）として知られるアミン（そ
の分子は12〜14個の炭素原子を含む）であり得る。
水溶液９、有機液体10及びガス５の夫々の流量は、溶
液９中の塩化ナトリウムの少なくとも一部を重炭酸ナト
リウムに変換するために、調節される。更に、水溶液４
及び９、有機液体10並びにガス５の夫々の流量は、重炭
酸ナトリウムの沈殿を明らかに防止して、重炭酸ナトリ
ウムで過飽和された水溶液を室１中で得るために、調節
される。
液９中の塩化ナトリウムの少なくとも一部を重炭酸ナト
リウムに変換するために、調節される。更に、水溶液４
及び９、有機液体10並びにガス５の夫々の流量は、重炭
酸ナトリウムの沈殿を明らかに防止して、重炭酸ナトリ
ウムで過飽和された水溶液を室１中で得るために、調節
される。
それ故、反応室１から回収された反応混合物12は、重
炭酸ナトリウムの過飽和水溶液及びアミン塩酸塩を含む
有機相からなる。反応混合物12は沈降室12に移され、こ
こでアミン塩酸塩の有機相14及び重炭酸ナトリウムの過
飽和水溶液６が重力または遠心分離により分離される。
炭酸ナトリウムの過飽和水溶液及びアミン塩酸塩を含む
有機相からなる。反応混合物12は沈降室12に移され、こ
こでアミン塩酸塩の有機相14及び重炭酸ナトリウムの過
飽和水溶液６が重力または遠心分離により分離される。
有機相14は、アミン10を再生するために、装置15中で
それ自体既知の方法で処理され、アミンが反応室１に循
環される。
それ自体既知の方法で処理され、アミンが反応室１に循
環される。
重炭酸ナトリウムの過飽和水溶液６は、ポンプ７を経
由して結晶化室２に供給され、ここでそれは第１図に関
して上記された方法で処理される。
由して結晶化室２に供給され、ここでそれは第１図に関
して上記された方法で処理される。
第１図及び第２図に図示された装置に於いて、反応室
１は、有利には、当業界で公知のスタック型の吸収カラ
ムであり得る（ジョン、H.ペリィ（JOHN、H.PERRY）著
−“Chemical Engineers'Handbook"−第４編−1963年−
マグロー−ヒル・ブック・カンパニィ（McGraw−Hill b
ook company）−18.27〜18.53頁を参照のこと）。
１は、有利には、当業界で公知のスタック型の吸収カラ
ムであり得る（ジョン、H.ペリィ（JOHN、H.PERRY）著
−“Chemical Engineers'Handbook"−第４編−1963年−
マグロー−ヒル・ブック・カンパニィ（McGraw−Hill b
ook company）−18.27〜18.53頁を参照のこと）。
結晶化室２は、結晶の安定な移動床の使用を可能にす
るように設計される必要がある。この目的のために、第
３図に示される結晶化装置が有利に使用し得る。この装
置は、フランス国特許出願第88.10402号（ソルベィ・ア
ンド・シィ）に記載された装置と同じである。それは垂
直の円筒形タンク16を含み、その中に垂直管17が軸方向
に配置される。タンク16はカバー19により閉じられ、垂
直管17（これは、更に、タンク16の底部の近辺にその出
口を有する）が上記のカバー19を通過する。多孔の水平
の円形の間仕切22が、タンクを上部の円形室24及び下部
の室25に分割する。上部の室24は結晶化室を構成し、結
晶の床20を含む。垂直管17は、重炭酸ナトリウムの過飽
和溶液６を室25に入れるのに役立つ。管21（これは室24
の上部に開放する）は、結晶化から母液４を除去するの
に役立ち、管８は結晶を回収するのに役立つ。
るように設計される必要がある。この目的のために、第
３図に示される結晶化装置が有利に使用し得る。この装
置は、フランス国特許出願第88.10402号（ソルベィ・ア
ンド・シィ）に記載された装置と同じである。それは垂
直の円筒形タンク16を含み、その中に垂直管17が軸方向
に配置される。タンク16はカバー19により閉じられ、垂
直管17（これは、更に、タンク16の底部の近辺にその出
口を有する）が上記のカバー19を通過する。多孔の水平
の円形の間仕切22が、タンクを上部の円形室24及び下部
の室25に分割する。上部の室24は結晶化室を構成し、結
晶の床20を含む。垂直管17は、重炭酸ナトリウムの過飽
和溶液６を室25に入れるのに役立つ。管21（これは室24
の上部に開放する）は、結晶化から母液４を除去するの
に役立ち、管８は結晶を回収するのに役立つ。
第３図の装置が操作中である間に、重炭酸ナトリウム
の化飽和水溶液６が管17中に垂直に下降し、タンク16の
下部の室25中に半径方向に浸透し、間仕辺22及び結晶の
床20中を連続的に通過する。間仕切22の機能は、結晶の
床20を流動化するために、小さな垂直流23中に過飽和溶
液６を分配することである。それ故、床の結晶は、それ
らの粒径に応じて層中に分配される。粗大な大きさの画
分は床の底部に向って進行し、そこからそれらは回収管
８により周期的または連続的に除去される。床を出る脱
過飽和溶液は、管21により除去される。
の化飽和水溶液６が管17中に垂直に下降し、タンク16の
下部の室25中に半径方向に浸透し、間仕辺22及び結晶の
床20中を連続的に通過する。間仕切22の機能は、結晶の
床20を流動化するために、小さな垂直流23中に過飽和溶
液６を分配することである。それ故、床の結晶は、それ
らの粒径に応じて層中に分配される。粗大な大きさの画
分は床の底部に向って進行し、そこからそれらは回収管
８により周期的または連続的に除去される。床を出る脱
過飽和溶液は、管21により除去される。
以下の実施例によって、本発明をさらに詳しく説明す
る。
る。
これらの実施例は、重炭酸ナトリウムの過飽和溶液の
生成のための過飽和室及び結晶の移動床の原理で操作す
る、重炭酸ナトリウムの結晶化のための室を組合せる装
置中で行なわれた実験室試験に関する。互いに規則的な
間隔で複数の水平の多孔板が取り付けられた円筒形カラ
ムが、過飽和室として使用された。結晶化室は、重炭酸
ナトリウムの結晶を回収するための円錐形帯域により底
部で延長された円筒形カラムからなっていた。
生成のための過飽和室及び結晶の移動床の原理で操作す
る、重炭酸ナトリウムの結晶化のための室を組合せる装
置中で行なわれた実験室試験に関する。互いに規則的な
間隔で複数の水平の多孔板が取り付けられた円筒形カラ
ムが、過飽和室として使用された。結晶化室は、重炭酸
ナトリウムの結晶を回収するための円錐形帯域により底
部で延長された円筒形カラムからなっていた。
実施例１ この実施例に於いて、過飽和室に、 −1kg当り250gの炭酸ナトリウム及び結晶化重炭酸ナト
リウム1kg当180mgの量のカルシウムを含む炭酸ナトリウ
ムの水溶液−流量＝10／時間； −重炭酸ナトリウムの結晶化からの母液からつくられ
た、重炭酸ナトリウムで飽和された水溶液−流量＝450
／時間； −40重量％の二酸化炭素を含むガス−流量＝2m3/時間 を供給した。
リウム1kg当180mgの量のカルシウムを含む炭酸ナトリウ
ムの水溶液−流量＝10／時間； −重炭酸ナトリウムの結晶化からの母液からつくられ
た、重炭酸ナトリウムで飽和された水溶液−流量＝450
／時間； −40重量％の二酸化炭素を含むガス−流量＝2m3/時間 を供給した。
重炭酸ナトリウムで過飽和された水溶液を過飽和室の
底部で回収し、結晶化室の底部で導入した。同時に、重
炭酸ナトリウムの粒子を結晶化室に約70g/時間の流量で
導入した。これらの粒子は、重炭酸ナトリウムの結晶化
の播種のための種結晶として役立つことを目的とする。
底部で回収し、結晶化室の底部で導入した。同時に、重
炭酸ナトリウムの粒子を結晶化室に約70g/時間の流量で
導入した。これらの粒子は、重炭酸ナトリウムの結晶化
の播種のための種結晶として役立つことを目的とする。
温度を、過飽和室及び結晶化室中60℃に保った。
第４図は、結晶化室の底部で集められた重炭酸ナトリ
ウムの粗粒の写真を示す。これらの粗粒は、荒さがな
く、鋭くとがった端部のない、球体から楕円面まで変化
する形状を有する。それらは920ミクロンの平均直径を
有する。
ウムの粗粒の写真を示す。これらの粗粒は、荒さがな
く、鋭くとがった端部のない、球体から楕円面まで変化
する形状を有する。それらは920ミクロンの平均直径を
有する。
実施例２ 下記の条件下で、実施例１の試験を繰返した。
−炭酸ナトリウムの水溶液の組成： ・NaCO3＝溶液1kg当り250g ・Ca＝生成される重炭酸ナトリウムkg当り55mg; −炭酸ナトリウム溶液の流量:8／時間； −重炭酸ナトリウムの飽和溶液（母液）の流量:450／
時間； −ガスの流量:2.6m3/時間； −結晶化室中の播種：結晶化室の底部で回収された重炭
酸ナトリウムの粗粒を粉砕することにより得られた平均
直径520ミクロンの重炭酸ナトリウム粒子； −操作温度:70℃。
時間； −ガスの流量:2.6m3/時間； −結晶化室中の播種：結晶化室の底部で回収された重炭
酸ナトリウムの粗粒を粉砕することにより得られた平均
直径520ミクロンの重炭酸ナトリウム粒子； −操作温度:70℃。
結晶化室の底部で回収された重炭酸ナトリウムは、球
体から楕円面まで変化する形状及び900ミクロンの平均
直径を有する、荒さがなく、鋭くとがった端部のない、
規則的な粗粒の形態である。第５図は、試験の過程中に
集められた粗粒の写真を示す。
体から楕円面まで変化する形状及び900ミクロンの平均
直径を有する、荒さがなく、鋭くとがった端部のない、
規則的な粗粒の形態である。第５図は、試験の過程中に
集められた粗粒の写真を示す。
第１図は、本発明の方法の第一の特別な実施態様を使用
する装置の全体図を示す。 第２図は、本発明の方法の第二の実施態様を使用する装
置の全体図を示す。 第３図は、第１図及び第２図の装置中で使用し得る、流
動床を含む結晶化装置を、垂直の軸方向の断面で示す。 第４図及び第５図は、本発明の方法により得られた重炭
酸ナトリウムの粗粒の40倍に拡大した粒子構造を示す写
真である。
する装置の全体図を示す。 第２図は、本発明の方法の第二の実施態様を使用する装
置の全体図を示す。 第３図は、第１図及び第２図の装置中で使用し得る、流
動床を含む結晶化装置を、垂直の軸方向の断面で示す。 第４図及び第５図は、本発明の方法により得られた重炭
酸ナトリウムの粗粒の40倍に拡大した粒子構造を示す写
真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−10197（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−282118（ＪＰ，Ａ) 米国特許3855398（ＵＳ，Ａ) 米国特許3855397（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01D 7/38 C01D 7/40 C01D 7/10 C01D 7/16
Claims (12)
- 【請求項１】モノリス粒子であり且つ結晶質である卵形
粒子を含むことを特徴とする、粒子形態の重炭酸ナトリ
ウム。 - 【請求項２】卵形粒子が、 関係式 （式中、ai及びbiは夫々粒子の最小軸方向寸法及び最大
軸方向寸法を表し、且つｎは粒子の試料中の粒子の数を
表す。） により特定される平均軸方向比、少なくとも0.5を有す
ることを特徴とする、請求項１記載の重炭酸ナトリウ
ム。 - 【請求項３】卵形粒子が少なくとも0.25mmの平均直径を
有することを特徴とする、請求項１または２記載の重炭
酸ナトリウム。 - 【請求項４】卵形粒子が0.50〜3mmの平均直径を有する
ことを特徴とする、請求項３記載の重炭酸ナトリウム。 - 【請求項５】重炭酸ナトリウムの水溶液から出発する重
炭酸ナトリウムの結晶化方法であって、重炭酸ナトリウ
ムで過飽和された水溶液が使用され、これが結晶の移動
床中を循環されることを特徴とする方法。 - 【請求項６】移動床が結晶の流動床であることを特徴と
する請求項５記載の方法。 - 【請求項７】移動床の結晶が重炭酸ナトリウムの結晶で
あることを特徴とする、請求項５又は６記載の方法。 - 【請求項８】該結晶化から生じた重炭酸ナトリウムの画
分を粉砕することにより得られた重炭酸ナトリウムの結
晶が、移動床中で使用されることを特徴とする請求項７
記載の方法。 - 【請求項９】重炭酸ナトリウムで過飽和された水溶液が
使用され、この重炭酸ナトリウムで過飽和された水溶液
が、重炭酸ナトリウムの飽和水溶液を重炭酸ナトリウム
よりも可溶性のナトリウム塩の水溶液と混合し、得られ
る混合物中で該ナトリウム塩を重炭酸ナトリウムに変換
することにより得られたものであることを特徴とする、
請求項５から８のいずれか一項記載の方法。 - 【請求項１０】重炭酸ナトリウムの飽和水溶液が、結晶
の床から集められた重炭酸ナトリウムの結晶化からの母
液であることを特徴とする、請求項９記載の方法。 - 【請求項１１】重炭酸ナトリウムよりも可溶性のナトリ
ウム塩が炭酸ナトリウムであり、これが該混合物を二酸
化炭素を含むガスで処理することにより重炭酸ナトリウ
ムに変換されることを特徴とする、請求項９又は10記載
の方法。 - 【請求項１２】重炭酸ナトリウムよりも可溶性のナトリ
ウム塩が塩化ナトリウムを含む請求項９又は10記載の方
法であって、重炭酸ナトリウムよりも可溶性のナトリウ
ム塩の水溶液が該ナトリウム塩の他に、重炭酸ナトリウ
ムの水溶液に不溶性の窒素有機塩基を含有し、混合物に
おける該ナトリウム塩の重炭酸ナトリウムへの変換が該
混合物を二酸化炭素を含有するガスで処理することを含
む方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8905513 | 1989-04-24 | ||
| FR8905513A FR2646154B1 (fr) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | Bicarbonate de sodium et procede pour la cristallisation de bicarbonate de sodium |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0365508A JPH0365508A (ja) | 1991-03-20 |
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Family
ID=9381135
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02108532A Expired - Fee Related JP3112465B2 (ja) | 1989-04-24 | 1990-04-24 | 重炭酸ナトリウム及び重炭酸ナトリウムの結晶化方法 |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0395134B1 (ja) |
| JP (1) | JP3112465B2 (ja) |
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| AT (1) | ATE124668T1 (ja) |
| CA (1) | CA2015115C (ja) |
| DD (1) | DD299050A5 (ja) |
| DE (1) | DE69020630T2 (ja) |
| DK (1) | DK0395134T3 (ja) |
| ES (1) | ES2074118T3 (ja) |
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| US5955043A (en) | 1996-08-29 | 1999-09-21 | Tg Soda Ash, Inc. | Production of sodium carbonate from solution mine brine |
| US6699447B1 (en) | 1999-01-08 | 2004-03-02 | American Soda, Llp | Sodium bicarbonate production from nahcolite |
| US6609761B1 (en) | 1999-01-08 | 2003-08-26 | American Soda, Llp | Sodium carbonate and sodium bicarbonate production from nahcolitic oil shale |
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| EP1783100B1 (en) * | 2004-08-24 | 2010-11-24 | Asahi Glass Company, Limited | Method for producing alkali metal hydrogencarbonate |
| MX337503B (es) * | 2008-05-13 | 2016-03-03 | Solvay | Proceso para la produccion conjunta de carbonato de sodio y bicarbonato de sodio. |
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| EP2607312A1 (en) | 2011-12-21 | 2013-06-26 | Solvay Sa | Process for preparing sodium bicarbonate particles |
| JP2014156375A (ja) * | 2013-02-15 | 2014-08-28 | Lion Corp | 炭酸水素ナトリウム粒子及びその製造方法 |
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| CN104402023B (zh) * | 2014-11-12 | 2016-08-31 | 天津渤化永利化工股份有限公司 | 一种提高碳化法小苏打产品粒度的生产方法 |
| CN105819471B (zh) * | 2016-05-25 | 2017-11-03 | 天津渤化永利化工股份有限公司 | 一种生产大粒度小苏打的方法 |
| CN108996526B (zh) * | 2017-06-07 | 2021-06-22 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种大颗粒重质小苏打的制备方法 |
| JP6830055B2 (ja) * | 2017-12-15 | 2021-02-17 | 三井Ｅ＆Ｓ環境エンジニアリング株式会社 | リン回収装置 |
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| BE370058A (ja) * | 1929-05-13 | |||
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-
1989
- 1989-04-24 FR FR8905513A patent/FR2646154B1/fr not_active Expired - Fee Related
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