PL114221B1 - Process for manufacturing dense,coarse sodium percarbonate from the solution or dispersion of sodium carbonate - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia zwartego, grubego nadweglanu sodowego z roz¬ tworu wzglednie zawiesiny weglanu sodowego.Znane jest wytwarzanie nadweglanu sodowego przez reakcje roztworu wzglednie zawiesiny we¬ glanu sodowego z wodnym roztworem nadtlenku wodoru wedlug równania Na2CO,+ l,5 H202- ?Na2C08^ 1,5 H2Of przy czym rozpuszczalnosc utworzonego nadwe¬ glanu sodowego zmniejsza sie przez dodanie obo¬ jetnej soli jak soli kuchennej, np. szwajcarski opis patentowy 90 295.W brytyjskim opisie patentowym 568 754 poda¬ ny jest sposób ciagly wytwarzania nadweglanu so¬ dowego z nadtlenku wodoru i weglanu sodowego polegajacy na tym, ze potrzebny nadtlenek wodo¬ ru i weglan sodowy dodaje sie do roztworu re¬ akcyjnego tylko malymi ilosciami.Jednoczesnie wskazuje sie na stosowanie stabi¬ lizatorów czynnego tlenu jak np. zwiazków mag¬ nezowych oraz na korzystny wplyw szesciometafo- sforanu na ziarnista budowe nadweglanu. Niedo¬ godnosc sposobu tego polega na tym, ze dodawa¬ nie weglanu sodowego i nadtlenku wodoru tylko malymi ilosciami powoduje przedluzenie czasu reakcji. W czasie dodawania skladników tempe¬ ratura mieszaniny reakcyjnej wzrasta z 15°C do 22°C i na tym poziomie jest utrzymywana do kon¬ ca reakcji. Ten sposób wytwarzania prowadzi do 10 15 30 otrzymywania mialkiego i kruchego nadweglanu sodowego.Poza tym wedlug opisu patetowego RFN nr DT-OS 2 328 803 mozna wytwarzac odporny na scieranie, gruby nadweglan sodowy przez reakcje roztworu wzglednie zawiesiny weglanu sodowego zawierajacych 2—8 g szesciometafosforaiiu sodo¬ wego na 1 litr roztworu z roztworem nadtlenku wodoru zawierajacym 3—10 g jonów magnezowych na 1 litr roztworu, ewentualnie w obecnosci soli kuchennej. Nalezy tu klasc duzy nacisk na do-. kladne utrzymywanie dodawanych ilosci szesciome- tafosforanu sodowego i jonów magnezowych, gdyz w przeciwnym przypadku otrzymuje sie czastki drobne wzglednie malo wytrzymale.Niedogodnosc procesu tego, prowadzonego tyl¬ ko w sposób periodyczny, polega na tym, ze przy ponownym stosowaniu lugu macierzystego przy wyzszej temperaturze, a mianowicie 24°C, rozpusz¬ czania weglanu sodowego wydajnosci nadtlenku wodoru silnie obniza sie przez rozklad czynnego tlenu, który jest jeszcze silniejszy przy stosowa¬ niu sody technicznej ze wzgledu na zwiekszajaca sie ilosc zanieczyszczen w lugu macierzystym. Przez ten rozklad Czynnego tlenu, który nastepuje w cza¬ sie dodawania nadtlenku wodoru, nie mozna u- trzymac stalych warunków krystalizacji nadwe¬ glanu sodowego; stosunek weglan sodowy/nadwe¬ glan sodowy przesuwa sie na korzysc weglanu so¬ dowego, który znowu jako latwiej rozpuszczalny 114 221114 221 skladnik wywiera dodatkowe cisnienie na znajdu¬ jacy sie jeszcze w roztworze nadweglan sodowy.Na skutek tego nastepuje zbyt szybka krystaliza¬ cja i otrzymuje sie produkt drobnoziarnisty.Poza tym, jak podaje opis patentowy RFN P 26 44147.4-41, przy stosowaniu nasyconego roz¬ tworu weglanu sodowego wymagane sa okreslone ilosci i szesciometafosforanu sodowego. Jezeli ilosc szesciometafosforanu sodowego jest za duza, po¬ wstaje zbyt trwale przesycenie tworzacego sie nadweglanu sodowego, które w ogóle nie albo tylko czesciewo ulega zmniejszeniu. Jezeli natomiast ilosc szesciometafosforanu sodowego jest za mala, po¬ wstaje za male przesycenie nadweglanu i otrzy¬ many nadweglan jest za drobny. Dochodzi wiec do tego, ze przy podanej wyzej ilosci weglanu so¬ dowego poddawanego reakcji przy stalym steze¬ niu obecnych jeszcze skladników roztworu i przy stalej temperaturze reakcji wybiera sie okreslony stosunek reagujacego weglanu sodowego do roz¬ puszczonego szesciometafosforanu sodowego. To by¬ lo mozliwe wedlug sposobu podanego w opisie pa¬ tentowym RFN P 26 44147.4-41 tylko w granicach rozpuszczalnosci weglanu sodowego.Zadaniem wynalazku jest zatem technicznie jesz¬ cze prostsze przeprowadzenie proeesu niz wedlug opisu patentowego RFN P 26 44147.4-41, który juz prowadzil do bezwarunkowo pewnego tworzenia sie w temperaturze 10—20°C grubego, zwartego ziar¬ na, oraz poza tym podwyzszenie stopnia przerea- gowania weglanu sodowego.Stwierdzono, ze cel ten osiaga sie przez reakcje weglanu sodowego z nadtlenkiem wodoru wycho¬ dzac z roztworu zawierajacego weglan sodowy i nasyconego nadweglanem sodowym w obecnosci 100—200 g soli kuchennej na 1 litr roztworu, zna¬ nych stabilizatorów czynnego tlenu oraz szesciome¬ tafosforanu sodowego w temperaturze 10—20°C, je¬ zeli w takim roztworze zawierajacym na 1 litr 0,1—1,9 g szesciometafosforanu sodowego ustali sie stosunek weglanu sodowego do szesciometafosfo¬ ranu sodowego na 65:1 — 500:1, po czym tak spo¬ rzadzony roztwór wzglednie zawiesine weglanu so¬ dowego zadaje sie nadtlenkiem wodoru w ilosci praktycznie równowaznej do rozpuszczonego wzglednie rozproszonego w roztworze wyjsciowym weglanu sodowego przy utrzymaniu w przyblize¬ niu stalej temperatury podczas calego procesu wy¬ tracania, przy czym w czasie i po zakonczeniu do¬ dawania nadtlenku wodoru do 60 minut po tym dodaniu utworzone przesycenie rozpuszczonego nadweglanu sodowego redukuje sie przez wytrace¬ nie nadweglanu, otrzymana sól oddziela sie i su¬ szy znanymi metodami, a otrzymany lug macie¬ rzysty ewentualnie zawraca sie do etapu rozpusz¬ czania weglanu sodowego.W celu zapewnienia mozliwie jak najmniejszych strat czynnego tlenu reakcje prowadzi sie w tem¬ peraturze nie przekraczajacej 20°C, a zwlaszcza w temperaturze 14—16°C.Do reakcji sposobem wedlug wynalazku stosuje sie weglan sodowy w postaci cz.d.a., w postaci sody kalcynowanej albo tez sody technicznej.Stwierdzono, ze przy stalym stezeniu skladników obecnych obok rozpuszczonego weglanu sodowego oraz przy stalej temperaturze reakcji musi byc utrzymany okreslony stosunek reagujacego wegla¬ nu sodowego do rozpuszczonej ilosci szesciometafo¬ sforanu sodowego dla pozadanego w czasie doda¬ wania i po dodaniu nadtlenku wodoru zwiekszania i zmniejszania przesycenia nadweglanu sodowego i zwiazanego z tym otrzymywania grubego, zwar¬ tego produktu. w celu ustalenia wlasciwego stosunku przezna¬ czonego do reakcji weglanu sodowego do szescio¬ metafosforanu sodowego postepuje sie w nastepu¬ jacy sposób: po ustaleniu temperatury reakcji * granicach +10 h20°C, zawartosci soli kuchen¬ nej w roztworze na ilosci 100—200 gA, w przy¬ blizeniu stalej zawartosci okolo 4,5 g/l siedmiowod¬ nego siarczanu magnezowego oraz okolo 0,1 g/l szesciometafosforanu sodowego roztwór ten zosta¬ je mniej wiecej nasycony przez rozpuszczenie 51 g weglanu sodowego i przez dodanie 30 ml 70% wa¬ gowo roztworu nadtlenku wodoru, przy czym na 1 litr tworzy sie okolo 75 g nadweglanu sodowego.W tym lugu macierzystym nadweglanu ustala sie za pomoca szeregu prób wstepnych wlasciwy stosunek weglanu sodowego do szesciometafosfo¬ ranu sodowego, przy którym przez zwiekszanie al¬ bo zmniejszanie przesycenia nadweglanu sodowe¬ go otrzymuje sie gruby, zwarty produkt. Tak n przyklad w temperaturze + 10°C w nasyconym roz¬ tworze nadweglanu sodowego w obecnosci 200 g/l soli kuchennej, 4,5 g/l siedmiowodnego siarczanu magnezowego i 0,1 g/l szesciometafosforanu sodo¬ wego musi ustawic sie stosunek weglanu sodowego do szesciometafosforanu sodowego na 500:1, aby otrzymac gruby, zwarty nadweglan. Aby natomiast w temperaturze +20°C otrzymac gruby, zwarty nadweglan, w nasyconym roztworze nadweglanu w obecnosci 100 g/l soli kuchennej, 4,5 gA siedmio¬ wodnego siarczanu magnezowego i 1,9 gA szescio¬ metafosforanu sodowego nalezy ustawic stosunek weglanu sodowego do szesciometafosforanu sodo¬ wego na 110:1.W celu unikniecia strat czynnego tlenu caly pro¬ ces wytracania prowadzi sie w mniej wiecej stalej, to znaczy ±1°C, temperaturze lezacej ponizej 20°C.Dodawane ilosci nadtlenku wodoru do danej ilo¬ sci weglanu sodowego, wedlug równania na stronie 1, powinny byc w przyblizeniu równowazne. Pod pojeciem „w przyblizeniu równowazne" rozumie sie przy tym stosunek czynnego tlenu do sodu wy¬ noszacy 0,6—0,9:1.Jako roztwory wodne nadtlenku wodoru odpo¬ wiednie sa zwlaszcza wodne roztwory o stezeniu 70% wagowych, jednakze mozna stosowac równiez wyzejprocentowe, znajdujace sie w handlu wodne roztwory nadtlenku wodoru. Mozna takze uzywac roztwory o stezeniu mniejszym niz 70% wago¬ wych, ale ze zmniejszajacym sie stezeniem nad¬ tlenku wodoru wprowadza sie do ukladu wiecej wody, przez co z jednej strony spada cisnienie kry¬ stalizacji nadweglanu, a z drugiej strony wzrasta nadmiar lugu macierzystego.W sposobie wedlug wynalazku stosuje sie zwy¬ kle stabilizatory czynnego tlenu takie jak sole magnezowe, sole metali alkalicznych, a zwlaszcza 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 805 siarczan magnezowy. Stabilizatory dodaje sie do wodnego roztworu nadtlenku wodoru.Na poczatku procesu sposobem wedlug wynalaz¬ ku sporzadza sie syntetycznie jako wodny roztwór lug macierzysty skladajacy sie, w odniesieniu do 1 litra roztworu, z 40—100 g nadweglanu sodowe¬ go, 0,1—1,9 g szesciometafosforanu sodowego i 100— 200 g soli kuchennej oraz nasycony zasadowym we¬ glanem magnezowym i krzemianem magnezowym.Ten syntetyczny lug macierzysty sluzy do wy¬ twarzania roztworu wzglednie zawiesiny weglanu sodowego. Ten roztwór wsadowy mozna takze wy¬ twarzac z otrzymanego po oddzieleniu utworzonego nadweglanu sodowego lugu macierzystego, który zawiera równiez w 1 litrze 40—100 g nadweglanu sodowego. Oczywiscie w tym lugu macierzystym na¬ lezy jeszcze doprowadzic do podanych w opisie przedmiotu wynalazku stezenia szesciometafosfo¬ ranu sodowego i soli kuchennej.Przy stosowaniu szkla wodnego i ponownym sto¬ sowaniu nasyconego nadweglanem sodowym lugu macierzystego zawierajacego jeszcze czesc stabili¬ zatorów poprzedniej szarzy, korzystne jest przed dodaniem sody kalcynowanej przesaczenie lugu ma¬ cierzystego w celu oddzielenia wytraconego krze¬ mianu magnezowego. Jednoczesnie redukuje sie stezenie magnezu, które dlatego tylko nieznacznie waha sie w tym roztworze.Zwiekszanie i zmniejszanie przesycenia nadwe¬ glanu odbywa sie przy mieszaniu. Wiadomo, : szybkosc powstawania zarodków zalezy od szyb¬ kosci mieszania. Przy szybkim mieszaniu nastepuje zbyt szybkie zmniejszanie przesycenia i wytraca sie produkt za drobny. Przy powolnym mieszaniu re¬ dukcja przesycenia jest niecalkowita i jezeli lug macierzysty z takiej szarzy zastosuje sie do przy¬ rzadzania roztworu weglanu sodowego, wówczas nadweglan sodowy wykrystalizowuje juz podczas wytwarzania tego roztworu, poniewaz latwiej roz¬ puszczalny weglan sodowy wypiera z roztworu trudniej rozpuszczalny nadweglan sodowy. Ten nadweglan sodowy wytraca sie wtedy razem z za¬ nieczyszczeniami i zostaje w ten sposób stracony.W celu ustalenia optymalnej szybkosci miesza¬ nia, bezposrednio po dodaniu nadtlenku wodoru okresla sie wystepujace przesycenie nadweglanu so¬ dowego i ustala jego redukcje. Wybierana szybkosc mieszania ustala sie na podstawie jakosci otrzy¬ manej soli, to znaczy czy otrzymane ziarna sa grube i zwarte. Jezeli redukcja przesycenia naste¬ puje za szybko, nalezy zmniejszyc szybkosc mie¬ szania i odwrotnie, az do ustalenia pozadanej szyb¬ kosci redukcji przesycenia.To samo dotyczy szybkosci dozowania roztworu nadtlenku wodoru do roztworu weglanu sodowe¬ go. Te szybkosc dozowania dla procesu przemy¬ slowego ustala sie za pomoca próby laboratoryj¬ nej. Optymalna szybkosc dozowania dla ilosci po¬ trzebnych do reakcji wynosi 10—20 minut.Wytracony nadweglan sodowy odsacza sie i su¬ szy w znany sposób. Proces sposobem wedlug wy¬ nalazku mozna oczywiscie prowadzic w urzadze¬ niach stosowanych do wytwarzania nadboranu so¬ dowego.Techniczny postep sposobu wedlug wynalazku po- 221 6 lega na ponownym stosowaniu lugu macierzyste¬ go przy daleko idacej stalosci parametrów krysta¬ lizacji jak skladu roztworu weglanu sodowego prze- . znaczonego do reakcji, w przyblizeniu utrzymuja- 1 cym sie na jednakowym poziomie stopniu zanie¬ czyszczenia i temperatury oraz na bardzo prostym wykonaniu technicznym. Dzieki temu po kazdej reakcji otrzyniuje sie jednolity pod wzgledem ja¬ kosciowym, to znaczy gruby, zwarty produkt. io Ponizszy przyklad objasnia blizej sposób wedlug wynalazku.Przyklad — próba produkcyjna.W pojemniku V4A o srednicy 1530 mm i wyso¬ kosci 1420 mm — zaopatrzonym w mieszadlo smi- 15 glowe o srednicy 500 mm umieszcza sie przy szyb¬ kosci mieszania 220 o/min. 1 m1 lugu macierzyste¬ go nadweglanu sodowego o temperaturze 15°C, za¬ wierajacego w 1 litrze 200 g NaCl, 72,2 g NatCOt • • 1,5 H2Of, 4,5 g Mg SO, • 7HfO oraz 0,15 g sze- n sciometafosforanu sodowego. W lugu tym rozpusz¬ cza sie 1,35 kg szesciometafosforanu sodowego, a nastepnie w stalej temperaturze 15°C i przy mie¬ szaniu dodaje sie w ciagu 25 minut przez korytko dozujace AEG 105 kg technicznej 96 •/• sody kal- 15 cynowanej. Bezposrednio po zakonczeniu dodawa¬ nia sody wprowadza sie przez rotametr w ciagu 15 minut, w temperaturze 15°C 76 litrów roztworu H,02 o stezeniu 23,7 mola/litr, zawierajacego w 1 litrze 52,6 g MgS04«7H,0 oraz 65,8gNaCl. Podo- * daniu roztworu HtOf w roztworze reakcyjnym znajduje sie nadweglan sodowy w ilosci 142 g/litr, a w ciagu 45 minut ilosc ta spada do 71,4 g/litr.Wyniki uzyskane w doswiadczeniu przedstawiono w tablicy. 1 Tablica 1 po doda¬ niu | H202 Czas reak¬ cji min. 0 45 Analiza lugu j Na gAt/1 1,81 0,91 Oa g At/l 1,43 0,79 Oa/Na Stosunek 0,79 0,87 Rozpusz¬ czony nadwe¬ glan sodowy 1 142,0 71,4 | przy czym: g At oznacza gramoatom, natomiast Oa oznacza czynny tlen. 55 Wytracona sól oddziela sie od lugu macierzyste¬ go za pomoca pracujacej w sposób ciagly wirówki i suszy w suszarni fluidalnej.Otrzymuje sie 150 kg gotowego produktu o na¬ stepujacych danych analitycznych: 60 Czynny tlen : 13,94 °/o Ciezar nasypowy : 941 g/l analiza sitowa na 0,8 mm : 6 °/o na 0,5 mm : 29 •/• •5 na 0,4 mm : 15 °/o114 221 na 0,2 mm na 0,1 mm reszta : 38 % : 12 Vo : 0 °/o Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania zwartego, grubego nad¬ weglanu sodowego z roztworu wzglednie zawiesi¬ ny weglanu sodowego przez reakcje nadtlenku wo¬ doru z weglanem sodowym w temperaturze 10— 20°C, wychodzac z roztworu zawierajacego weglan sodowy i nasycony nadweglanem sodowym w o- becnosci 100—200 g soli kuchennej na litr roztwo¬ ru, znanych stabilizatorów czynnego tlenu i sze- sciometafosforanu sodowego, znamienny tym, ze w roztworze tym zawierajacym w 1 litrze 0,1— 1,9 g szesciometafosforanu sodowego, ustala sie sto¬ sunek weglanu sodowego do szesciometafosforanu 10 15 8 sodowego na 65:1 — 500:1, po czym tak otrzymany roztwór wzglednie zawiesine weglanu sodowego za¬ daje sie nadtlenkiem wodoru w ilosci praktycznie równowaznej do rozpuszczonego i/albo rozproszo¬ nego w roztworze wyjsciowym weglanu sodowego przy utrzymaniu w przyblizeniu stalej temperatury podczas calego procesu stracania, przy czym w cza¬ sie dodawania i po zakonczeniu dodawania nad¬ tlenku wodoru az do 60 minut po tym dodaniu redukuje sie powstale przesycenie rozpuszczonego nadweglanu sodowego przez wytracenie go, otrzy¬ mana sól oddziela i suszy znanymi metodami, a otrzymany lug macierzysty ewentualnie zawraca sie do etapu rozpuszczania weglanu sodowego. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze proces stracania w przyblizeniu prowadzi sie w sta¬ lej temperaturze nizszej albo wyzszej o 1°C od wybranej temperatury stracania, lezacej w zakre¬ sie 10—20°C.Bltk 208/82 r. 90 egz. A4 Cena 100 zl PL PL PL

Claims (2)

1.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania zwartego, grubego nad¬ weglanu sodowego z roztworu wzglednie zawiesi¬ ny weglanu sodowego przez reakcje nadtlenku wo¬ doru z weglanem sodowym w temperaturze 10— 20°C, wychodzac z roztworu zawierajacego weglan sodowy i nasycony nadweglanem sodowym w o- becnosci 100—200 g soli kuchennej na litr roztwo¬ ru, znanych stabilizatorów czynnego tlenu i sze- sciometafosforanu sodowego, znamienny tym, ze w roztworze tym zawierajacym w 1 litrze 0,1— 1,9 g szesciometafosforanu sodowego, ustala sie sto¬ sunek weglanu sodowego do szesciometafosforanu 10 15 8 sodowego na 65:1 — 500:1, po czym tak otrzymany roztwór wzglednie zawiesine weglanu sodowego za¬ daje sie nadtlenkiem wodoru w ilosci praktycznie równowaznej do rozpuszczonego i/albo rozproszo¬ nego w roztworze wyjsciowym weglanu sodowego przy utrzymaniu w przyblizeniu stalej temperatury podczas calego procesu stracania, przy czym w cza¬ sie dodawania i po zakonczeniu dodawania nad¬ tlenku wodoru az do 60 minut po tym dodaniu redukuje sie powstale przesycenie rozpuszczonego nadweglanu sodowego przez wytracenie go, otrzy¬ mana sól oddziela i suszy znanymi metodami, a otrzymany lug macierzysty ewentualnie zawraca sie do etapu rozpuszczania weglanu sodowego.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze proces stracania w przyblizeniu prowadzi sie w sta¬ lej temperaturze nizszej albo wyzszej o 1°C od wybranej temperatury stracania, lezacej w zakre¬ sie 10—20°C. Bltk 208/82 r. 90 egz. A4 Cena 100 zl PL PL PL