JPH0397617A - 重炭酸ナトリウムの製造方法 - 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］ 本発明は、媒晶剤の存在下に重炭酸ナトリウムを晶出さ
せることによる重炭酸ナトリウムのｆｌＪ　ｍ方法に関
するものである。

重炭酸ナトリウムは、温浴剤，消火剤，飼料，洗剤，脱
臭剤等に幅広く利用されている。

Ｃ従来の技術］ 一般に重炭酸ナトリウムは、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、重炭酸化して垂炭酸ナト
リウムを晶出させ、ろ過し、乾燥して製造される。

しかし、その際に晶出する重炭酸ナトリウムは、通常微
細な針状結晶となり易い。そのため、品出工程における
結晶塊の生成やスケール付着による運転操作の悪化、ろ
過工程における目詰りゃ液切れの悪さ、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ナトリウムの熱分解
など、製造上種々のトラブルが生ずる。

そして、その結果として、製品の重炭酸ナトリウムは粒
度が小さく、且つ不純物である水分，炭酸ナトリウムな
どの含量が高くなるなどの品質上の問題も多く抱えてい
る。さらに使用に際しては、微粉の飛散，ａ動性の悪さ
，固結し易いなどの問題点も含んでいる。

このような問題点は結晶を大きくすることなどでかなり
の部分が解決できる。その方法として媒晶剤を用いて結
晶成長及び結晶形状の改善を図る方法が提案されている
。例えば、可溶性繊維素誘導体を用いる方広（特公昭４
１−６４５３号公報）ポリアクリル酸塩を用いる方法（
特公昭４８−１７１６０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、これら媒晶剤を用いる方法では、結晶への媒晶
剤の混入に伴う純度低下や結晶表面の荒れが生じたり、
媒晶剤使用によるコストの上昇がおきたり、さらに、媒
晶剤のうち添加量に対しての媒品効果が小さいものは多
量に添加する必スがあることから、粘性が上昇し炭酸ガ
ス含有ガスの吹込時に泡立ちが激しくなったり、炭酸ガ
ス吸収速度が低下するなどの問題点を有している。

［発明の解決しようとする課題〕 本発明の目的は、媒晶剤を用いて結晶が大きく、且つ立
方体に近い形状を有した結晶表面の平滑性に富む、重炭
酸ナトリウム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、上記目的を達成するため、鋭意検討した
結果、分子内にスルホン酸基及び／又は硫酸エステル基
を有する重合体が極めて強い媒晶作用を与えること、す
なわち結晶を大きく且つ立方体化させるばかりでなく結
晶面を荒らすこともなく、さらには結晶への混入量も少
ない媒晶剤であることを見出し本発明に到達した。

すなわち、本発明は、水溶液から重炭酸ナトリウムを晶
出させるに際し、分子内にスルホン酸基及び／又は硫酸
エステル基を有する重合体の存在下に重炭酸ナトリウム
の晶出を行うことを特徴とする重炭酸ナトリウムの製造
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、水溶液から重炭酸ナトリウムを晶出さ
せる方法としては、苛性ソーダや炭酸ソーダ等の水溶液
に炭酸ガスを吹込んで重炭酸化し重炭酸ナトリウムを晶
出させる反応晶出法、蒸発又は冷却による溶解度差を利
用して重炭酸ナトリウム含有水溶液から重炭酸ナトリウ
ムを晶出させる方法、さらには、重炭酸ナトリウム含有
水溶液に食塩，芒硝，炭酸ソーダ等の溶解性無機塩を添
加し重炭酸ナトリウムを晶出させる塩析晶出法等いずれ
の晶出方法にも適用できる。

本発明において使用される媒晶剤は、分子内にスルホン
酸基及び／又は硫酸エステル基を有する重合体であれば
特に限定するものではないが、例えば、分子内にスルホ
ン酸，スルホン酸塩，硫酸エステルおよび硫酸エステル
塩より選ばれた１ｔＩ以上の単量体を重合、又は共重合
することにより得られるもの（例えば、ビニルスルホン
酸，スチレンスルホン酸，アリルスルホン酸，２−アク
リルアミドー２−メチルブロバンスルホン酸等若しくは
これらの塩の単独重合体、これら酸や塩の２種以上の共
重合体、これら酸や塩とアクリル酸，メタクリル酸．ア
クリルアミド，アクリル酸エステル，メタクリル酸エス
テル等との共重合体等があげられる）や、ポリオレフィ
ン，ポリスチレン，ポリビニルアルコール等の重合体を
スルホン化又は硫酸エステル化したもの（例えば、ポリ
オレフィン，ボリスチレン若しくはポリビニルアルコー
ル等のスルホン化物やその塩；又はポリビニルアルコー
ル等の硫酸エステル化物やその塩等があげられる）や、
これらの重合体の混合物等があげられる。

本発明における重合体は、分子内にスルホン酸基及び／
又は硫酸エステル基を有しているものであれば酸でも塩
でも特に限定するものではないが、塩としては、例えば
、アンモニウム塩，アミン塩，又は金属塩があげられる
。金属塩としては、リチウム，ナトリウム，カリウム等
のアルカリ金属塩、カルシウム，マグネシウム等のアル
カリ土類金属塩等の金属イオンがあげられる。

本発明における重合体の分子量は使用する重合体による
差はあるが１０００以上であれば良く、特に媒晶効果か
ら分子量が５０００以上から水溶液に溶けるまでの範囲
である重合体が好ましい。

分子量が１０００未満の場合には媒晶効果がないかまた
はきわめて低くなる。

水溶液中に存在する重合体の濃度は、使用する重合体に
よる差はあるものの、０．１〜５０００ｐｐｍの広範囲
にわたり有効であるが、製品への混入による純度の低下
や製品コストとの関係から０，１〜５００ｐｐｍ存在さ
せるのが好ましく、１〜１００ｐｐｍが更に好ましい。

本発明においては、水溶液中に分子内にスルホン酸基及
び／又は硫酸エステル基を有する重合体を存在させるこ
とができれば、その方法は特に限定されるものではない
が、実用上の点から、水溶戚にこれらの重合体を添加す
ることにより行うのが好ましく、その添加方法としては
、スルホン酸基又は硫酸エステル基を有する各々の重合
体を単独若しくは複数添加することや、又はスルホン酸
基を有する重合体と硫酸エステル基を有する重合体を併
用して添加すること等があげられる。

本発明におけるこれら重合体の媒晶作用は、出発原料液
中にしばしば共存するアルカリ金属イオン，アルカリ土
類金属イオン，その他の多価金属イオン、さらには塩素
イオン，アンモニウムイオン等によって妨害されること
はないので、例えば、天然ソーダ灰を出発原料とした重
炭酸ナトリウムの製造方法またはアンモニアソーダ法の
重炭酸ナトリウム製造工程においても利用することがで
きる。

晶出方法としては回分式，連続式いずれも使用できるが
、晶出手段が反応品出法，蒸発品出法．冷却晶出法など
の場合は効率的な生産ができる点で連続式が好ましい。

晶出装置としても特に限定されるものではなく晶出方法
に合った晶出装置を選べば良い。

また、結晶スラリーのろ過は、回分式，連続式いずれで
も良く、極めて高脱水率を達成することができる。ろ過
機としては、例えば、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ことができる。洗浄は結晶
に付着する母液を除去して、品質を向上させるために行
うのが好ましい。

湿潤ケークの乾燥は、回分式，連続式いずれでも良く、
極めて容易に実施できる。乾燥機とじては、例えば、気
流乾燥機，流動層乾燥機，回転乾燥機等を用いることが
できる。なお、本発明の方法によれば、結晶への付着水
分が極めて少ないので、低い温度で短時間のうちに重炭
酸ナトリウムの分解をほとんど起こさせずに乾燥するこ
とができる。

以上説明したように本発明によれば良質な重炭酸ナトリ
ウムの結晶を得ることができるが、さらに、得られる重
炭酸ナトリウムの結晶を種晶として用いても良い。種晶
の成長は媒晶剤である重合体のＨ在する系，存在しない
系いずれでも大粒径の重炭酸ナトリウムを得ることがで
きる。特に後者の場合、不純物の極めて少ない良質な結
晶を得ることができる。

［作用］ 重炭酸ナトリウムの粘晶は一般に針状〜棒柱状となり易
いが、本発明の方法により得られる結晶は粒径が大きく
立方体状又は立方体状に近い柱状に成長した結晶となる
。この媒晶効果の発現理由は明確ではないが、要因とし
ては、結晶核の発生速度の抑制と短軸方向の成長速度の
促進が考えられる。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、重炭酸ナトリウムの結
晶は粒径が大きく微粒を少なくできるばかりでなく形状
も立方体化し、且つ結晶表面も平滑で不純物の混入量も
少ない重炭酸ナトリウムを得ることができる。

その結果、晶出工程で順調な運転操作を行うことができ
、また、結晶スラリーからの重炭酸ナトリウムのろ過１
洗浄及び乾燥が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１付着水分の減少及び付着不純物
の減少が；乾燥では乾燥温度の低下，時間の短縮，水分
含量の低下及び分解生成物である炭酸ソーダ含量の低減
が図れるからである。以上の如く、晶出から製品貯蔵ま
での取扱い操作が極めて容易となることから工業的に極
めて有利な製造方法となる。

さらに製品の重炭酸ナトリウムは、不純物が少なく純度
が良くて粒径の揃った立方体状であることから流動性及
び強度に優れることより、一般消費者による取扱いが容
易であって、成型加工も簡単になる。しかもこの重炭酸
ナトリウムは固結し難いことから長期貯蔵にも対応でき
る。

以上のように、本発明は運転操作上，経済上，品質上及
び取扱い上多くの、そして重要な特徴を有している。

［実施例コ 以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれ
らに限定されるものではない。

実施例１〜４．比較例１〜４ 表１に示す種々の化合物を含む炭酸ソーダ水溶液（Ｎａ
２Ｃｏ，濃度−１２ｗｔ％）に、６０℃で炭酸ガスを吹
込み重炭酸ナトリウムの結晶をそれぞれ得た。それぞれ
の結果を表１に示す。

実施例５ ２８ｗｔ％炭酸ソーダ水溶液に平均分子量５Ｘ１０４の
スチレンスルホン酸ナトリウムの重合体を３０ｐｐｍに
なるように添加し、これを撹拌機付ｉ　　（実容Ｍ１．
６Ｆ）の円筒型反応晶出槽に３２０ｍｌ／ｈｒで供給し
、反応晶出槽を７５℃に保ちつつ、スラリー濃度が２３
±ＩＷｔ％となるように炭酸ガスを０．４〜０．５４！
／ｍｉｎで吹込み連続品出を行った。

得られた結晶スラリーは遠心ろ過機にてろ過，洗浄（洗
水量／結晶量−０．２／１．０重量比）をした後、流動
乾燥機で乾燥し、重炭酸ナトリウムの結晶を平均１００
．２ｇ／ｈｒの回収量で得た。得られた結晶は、平均粒
径が１４０μ×４２０μの立方体状の結晶であり、結晶
の表面状態は平滑であった。

実施例６ ２　８　ｗ　ｔ％炭酸ソーダ水溶液に水溶性スルホン化
ボリマー（ナショナルスターチ　アンド　ケミカル社製
：ポリスチレンのスルホン化物の塩，スルホン化度９０
％，平均分子！７Ｘ１０’）を水溶液中濃度が６０ｐｐ
ｍになるように添加した以外は、実施例５と同様にして
重炭酸ナトリウムの結晶を平均１００．２ｇ／ｈｒの回
収量で得た。

得られた結晶は、平均粒径が１２０μ×３８０μの立方
体状の結晶であり、その表面状態は平滑であった。

比較例５ 重合体を添加しない以外は、実施例５と同様にして重炭
酸ナトリウムの結晶を得たが、平均粒径が２０μ×１５
０μの棒状の結晶であり、その表面状態は平滑であった
。

実施例７ ７５℃の重炭酸ナトリウム飽和水溶液５００ｇにスチレ
ンスルホン酸ナトリウムの重合体（平均分子量１×１０
６）を２０ｐｐｍになるように添加し、１５℃／　ｈ　
ｒの冷却速度で３０℃まで冷却して重炭酸ナトリウムの
結晶を３１ｇ得た。得られた結晶は平均粒径が３５０μ
Ｘ６００μの立方体状の結晶であり、その表面状態は平
滑であった。

状晶からなっており、表面状態は平滑であった。

実施例８ ７５℃の重炭酸ナトリウム飽和水溶液５００ｇに水溶性
スルホン化ボリマー（ナショナルスターチ　アンド　ケ
ミカル社製：ボリスチレンのスルホン化物の塩，スルホ
ン化度９０％，平均分子量７Ｘ１０’）の１ｆｆｉ量％
水溶液を３ｇ添加し（水溶液中濃度６０ｐｐｍ）、１５
℃／ｈｒの冷却速度で３０℃まで冷却して重炭酸ナトリ
ウムの結晶を３１ｇ得た。得られた結晶は平均粒径が３
００μ×６００μの立方体状の結晶であり、その表面状
態は平滑であった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）水溶液から重炭酸ナトリウムを析出させるに際し
   、分子内にスルホン酸基及び／又は硫酸エステル基を有
   する重合体の存在下に重炭酸ナトリウムの晶出を行うこ
   とを特徴とする重炭酸ナトリウムの製造方法。
2. （２）重合体の分子量が１０００以上である請求項（１
   ）記載の重炭酸ナトリウムの製造方法。