JPH02160618A - 重炭酸ソーダの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は高純度で結晶粒径が大きく、且つ結晶表面の平
滑な重炭酸ソーダの製造方法に関する。

重炭酸ソーダは、温浴剤、洗剤、消火剤、飼料。

食品添加剤、医薬等に幅広く利用されている。

［従来の技術］ 一般に重炭酸ソーダは苛性ソーダや炭酸ソーダ等の水溶
液に炭酸ガスを吹込み重炭酸化して重炭酸ソーダを結晶
としてＩＩｉ出させ、ろ過、乾燥して製造される。

しかしながらこの方法による重炭酸ソーダ結晶は通常、
微細であり、針状結晶となり易く、そのため製造過程に
おける結晶塊の生成やスケールの付着による運転操作の
悪化、ろ過工程における１」詰りによる付着水分の増加
、乾燥工程における微粉の飛散による歩留りの低下、さ
らには乾燥温度の上昇、乾燥時間の増大による重炭酸ソ
ーダの熱分解など、種々のトラブルの原因となっている
。

そして、製品重炭酸ソーダはその結果として粒度が小さ
く、且つ不純物である水分、炭酸ソーダ含量が高くなる
などの製造上１品質上多くの問題を抱えている。さらに
は使用に際しては、微粉の飛散、流動性の悪さ、固結し
易いなどの問題点を含んでいる。

これらの問題点は結晶を大きくすることなどでかなりの
部分解決できる。その方法として従来では結晶成長時間
を長くすること、種晶を添加すること、炭酸ガス濃度を
高くすることなどの試みがなされてきた。しかしながら
いずれの方法も満足するに至っていない。又、別の方法
として媒晶剤を用いて結晶成長及び結晶形の改浮を図る
方法が開示されている。例えばポリアクリル酸塩を用い
る方法（特公昭４ｇ−１７１６０号公報）、Ｃａイオン
を用いる方法（特開昭５５−３３９１号公報）、酒石酸
塩を用いる方法（特開昭６１−２５６９１９号公報）な
どである。

しかしながら、これら媒晶剤を用いる方法では媒晶剤の
重炭酸ソーダ結晶への混入に伴う純度低下や結晶表面の
荒れなどの品質的問題、および媒晶剤使用による製造コ
ストの上昇といった欠点をｒイしている。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の［１的は、このような従来の方法よりも簡便に
且つ経済的に高純度で結晶粒径が大きく結晶表面が平滑
であり、固結し難い、即ち運転操作上２品質上、製品取
扱い上刃れた重炭酸ソーダの製造方法を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、苛性ソーダや炭酸ソーダ等の水溶液に炭
酸ガスを吹込み重炭酸化して重炭酸ソーダ結晶をＩｉ出
させる際の晶析条件と結晶粒径、結晶形の関係について
詳細に検討したところ、以下の新事実を見出すに至った
。すなわち、驚くべきことに、重炭酸ソーダ結晶が微細
・針状晶化するのは主に使用する苛性ソーダや炭酸ソー
ダ等の水溶液に存在する極めて微量のＭｇイオンの作用
によるものであること、さらには、苛性ソーダや炭酸ソ
ーダ等の水溶液に炭酸ガスを吹込み重炭酸化して重炭酸
ソーダ結晶を析出させる際に、溶液相のＭｇイオン濃度
を特定の含量以下に保つことで、高純度で結晶粒径が大
きく、且つ結晶表面が平滑な重炭酸ソーダ結晶が得られ
ることを見出し本発明に到達した。

すなわち、本発明は苛性ソーダ及び／若しくは炭酸ソー
ダ又は炭酸ソーダ及び重炭酸ソーダから成る水溶液に炭
酸ガスを導入して重炭酸ソーダを析出させるに際し、溶
液相のＭｇイオン濃度１ｐｐｍ以下で重炭酸ソーダを析
出させることを特徴とする重炭酸ソーダの製造方法であ
る。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。

本発明において、苛性ソーダ及び／若しくは炭酸ソーダ
又は炭酸ソーダ及び重炭酸ソーダ（以下、「、％７性ソ
ーダや炭酸ソーダ等」と略す）の水溶液としては、炭酸
ガスにて重炭酸化した際に重炭酸ソーダ結晶が析出し、
且つ溶液相のＭｇイオン濃度が１ｐｐｍ以下となるなら
ばいずれの苛性ソーダや炭酸ソーダ等の水溶液を用いて
も良い。具体的にはイオン交換脱法苛性ソーダ、隔膜法
苛性ソーダ、合成炭酸ソーダ、天然炭酸ソーダ、合成又
は天然のセスキ炭酸ソーダ等の複塩等が挙げられる。好
ましい原料は合成品であり、特にイオン交換脱法苛性ソ
ーダが望ましい。

苛性ソーダや炭酸ソーダ等の水溶液の濃度は特に限定し
ない。炭酸ガスにて重炭酸化した際、重炭酸ソーダが析
出する濃度以上であれば良い。又食塩を含んでいても良
い。

本発明の骨子は、溶液相のＭｇイオン濃度を１ｐｐｍ以
下にして重炭酸ソーダを析出させることにある。１ｐｐ
ｍ以下で初めて［ｌ的とする結晶粒径が大きく、幅及び
厚みが有り微粒の少ない、且つ結晶表面の平滑な重炭酸
ソーダを得ることができる。Ｍｇイオン濃度がｉｐｐｍ
を超えると、結晶が微細・針状晶化し、即ち長さが短く
、幅及び厚みが極めて小さくなる。又、１０μｍ以下の
微粒が極めて多くなる。さらには得られる結晶表面の荒
れが激しくなる。この表面は走査型電子顕微鏡にて判断
できる。Ｍｇイオンは、原料の苛性ソーダや炭酸ソーダ
等、炭酸ガス、製造工程水に由来する。その量の調節法
としては、Ｍｇイオン含有量の小さい原料及び工程水の
選択；それらからの水酸化マグネシウム形成によるＭｇ
イオンの沈澱除去、キレート樹脂による吸容除去；炭酸
ガスではフィルターや水、薬液洗浄によるＭｇイオンの
除去等があるが、その適用は任意である。又、用いる炭
酸ガスの濃度は、その吸収速度を高めること、重炭酸ソ
ーダ結晶の成長を促進することがら高い程ａ利であり、
２０容量％以上が良く、さらには４０容量％以上が望ま
しい。この炭酸ガスは、石灰石の熱分解生成ガス、アン
モニア合成時の副生品１合成ソーダ灰製造時の副生品、
醗酵工業での副生品等いずれも使用できる。

結晶化するときの温度は重炭酸ソーダの結晶成長を効率
良く進める上では高温程良く、炭酸ガスの吸収速度を高
める上では低温程良い。好ましい温度は３０〜９５°Ｃ
である。

晶析法としては回分式、連続式いずれも使用できるが効
率的な生産が出来ることがら連続式が好ましい。連続品
）ＩＦ　２置としては、炭酸ガス吸収効率をｉｆｆ　Ｎ
した塔式あるいは結晶成長を重視した完全混合槽さらに
は分級タイプの晶析槽があるがいずれでも良い。

また、結晶スラリーのろ過は、回分式、連続式いずれで
も良いが、脱水率の良いフィルタープレス、遠心ろ過機
、ドラムフィルター等を用いるのが好ましい。

洗浄は、結晶に付着する母液の除去の為に行うのが良い
。洗浄水量としては、重炭酸ソーダ結晶を必要以上に溶
かすことなく、且つ付着母液の除去をするに°皮する必
要最少限の水を用いれば良く、結晶風に対して０．１〜
１．０ｍｍ倍の水を用いれば良い。

ろ過工程及び洗浄工程から分離される母液及び洗液は工
程内の水バランス上許容できる範囲内にて循環使用する
のが原単位を良くする上で好ましい。

湿潤ケークの乾燥は、重炭酸ソーダ結晶自身が熱分解し
易いので乾燥効率の良い、気流乾燥器。

流動層乾燥器等が好ましい。

［作用］ 重炭酸ソーダ結晶はＭｇイオンの存在、それもｐｐｍオ
ーダーという極めて微少口で結晶粒径や結晶形に大きな
影響を受け、微細・針状晶化する。

又、その影響も過飽和濃度が低い領域で特に強く現われ
る。さらには、結晶核の発生速度を促進し、長袖方向、
短軸方向、特に短軸方向の成長速度を抑制する。又、該
Ｍｇイオンは結晶中へ一部混入する。

以上の如く、重炭酸ソーダ結晶を析出させる際、従来は
ほとんど考えられていなかった極めて微量のＭｇイオン
の存６ミ量が重炭酸ソーダの製造には極めて重要である
。

［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明によるところの苛性ソーダや炭
酸ソーダ等の水溶液を炭酸ガスにて重炭酸化してｍ炭酸
ソーダを析出させる際、溶液相のＭｇイオン濃度をｉｐ
ｐｍ以下に保つことにより結晶粒径が大きく、微粒を少
なくできるばがりが、高純度で、且つ結晶表面が平滑な
重炭酸ソーダを得ることが出来る。しかも、従来法では
結晶が微細・針状晶化するのでこれを大きくするために
結晶の成長時間を長くしていたが、本発明の方法によれ
ば、Ｍｇイオン濃度がｉｐｐｍ以下であるため、その影
響が少ないので結晶は微細・針状晶化することはなく結
晶粒径が大きな重炭酸ソーダを得ることが出来る。その
結果、晶析時間の短縮。

スラリー濃度の向」二による晶析槽のコンパクト化が図
れる。又、結晶スラリーからの重炭酸ソーダのろ過、洗
浄及び湿潤ケークの乾燥は極めて容易に操作できる。こ
れは、ろ過、洗浄では時間の短縮、付着水分の減少、付
着不純物の減少が；乾燥では温度の低下２時間の短縮、
水分含量の低下。

分解生成物である炭酸ソーダ含量の低下が図れるからで
ある。そのため、ろ過から製品貯蔵までの取扱い操作が
極めて容易になるので、本発明の方法は工業的に極めて
有利な製造方法となる。さらに製品としての重炭酸ソー
ダは不純物が少なく、極めて高純度で粒径が大きく、且
つ結晶表面が平滑であることから、一般消費者の取扱い
は容易で、成形加］二も簡単であり、又、厳しい規格が
要求される医薬用等にも十分使用でき、又、固結し難い
ことから長期貯蔵も対応できる。

以上のように本発明は、運転操作上、経済上。

品質」二、取扱い上の多くの、そして重要な特徴を有し
ている。

［実施例］ 以下、本発明による実施例、及び比較例を示すが、本発
明はこれらに限定されるものではない。

実施例１〜５．比較例１〜３ 苛性ソーダ水溶液を炭酸化して得た炭酸ソーダ水溶液と
必要に応じて試薬特級塩化マグネシウムを用いて表１に
示す組成の原料炭酸ソーダ液を調製した。

該炭酸ソーダ液を、撹拌機付３Ｊ！（実容積２．６１＞
の円筒型反応晶析槽に５２０ｍ１／Ｈｒで供給し、一方
炭酸ガス（液化炭酸ガスボンベを使用）を槽内の重炭酸
ソーダスラリー濃度が２３±２ｆｆ１ｍ％になる様に槽
の下部より吹込んだ。流量としては、０．６７／ｍ１ｎ
−０，７１／ｍｉｎであった。又、反応晶析温度は所定
の温度にコントロールした。

得られるスラリ〒は遠心ろ過機にてろ過し、洗浄（洗水
量／結晶量−０，５／１．０）の後、流動乾燥器にて乾
燥し重炭酸ソーダ結晶を得た。得られた重炭酸ソーダ結
晶の物性を下記の方法によって評価した。その結果を表
１に示す。

く物性評価方法〉 ・平均粒径 篩分法により重量基準による粒度分布を測定し、積算型
温５０％に相当する粒径を平均粒径とした。

・表面平滑性 走査型電子顕微鏡写真にて結晶表面の凹凸、亀裂等の釘
無を観察し、認められないを◎、やや認めるを０、数多
く認めるをＸとして評価した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）苛性ソーダ及び／若しくは炭酸ソーダ又は炭酸ソ
   ーダ及び重炭酸ソーダから成る水溶液に炭酸ガスを導入
   して重炭酸ソーダを析出させるに際し、溶液相のＭｇイ
   オン濃度１ｐｐｍ以下で重炭酸ソーダを析出させること
   を特徴とする重炭酸ソーダの製造方法。