SE429328B - Kontinuerligt forfarande for framstellning av ett kompakt, notningsbestendigt natriumperkarbonat - Google Patents

Description

7710930~l+ 2 och hålles till slutet av omsättningen vid denna temperatur. Detta förfaringssätt leder till bildning av ett fint, strävt perkarbonat.

Vidare kan man enligt den tyska offentliggörandeskriften 2.328.803 framställa ett nötningsbeständigt, grovt perkarbonat geno: omsättning av en natriumkarbonatlösning eller -suspension, som innehåller 2 - 8 g natriumhexametafosfat per liter lösning, med en väteperoxidlösning med en halt av 3 - lO g magnesiumjoner per liter lösning, eventuellt i närvaro av natriumklorid.

Härvid lägges stort värde vid noggrant upprätthållande av f mängduppgifterna för natriumhexametafosfat och magnesiumjoner. I annat fall erhålles fina eller icke motståndskraftiga partiklar. _ Olägenheten med ett endast diskontinuerligt genomförbart för- farande är att vid vidareanvändning av moderluten vid den höga natriumkarbonatupplösningstemperaturen 24°C väteperoxidutbytet stark: minskas genom sönderdelning av aktivt syre, vilket vid användning av tekniskt natriumkarbonat förstärkes genom de i moderluten anrikade föroreningarna.

Genom denna sönderdelning av aktivt syre, som fortskrider unde: tillsatsen av väteperoxid, kan kristallisationsbetingelserna för natriumperkarbonatet icke hållas konstanta: _ Förhållandet natriumkarbonat/natriumperkarbonat förskjutes mot natriumkarbonatsidan, som i sin tur såsom lättlösligare kompo- nent utövar ett ytterligare tryck på det natriumperkarbonat som fortfarande finnes i lösning. Följden av detta är en hastig kris- tallisering, så att man erhåller en finkornig produkt. Ändamålet med uppfinningen är däremot att åstadkomma konti- nuerlig framställning av ett kompakt, grovt natriumperkarbonat med ringa förlust av aktivt syre under i möjligaste mån konstanta kris- tallisationsbetingelser med förnyad användning av moderluten.

Det har enligt uppfinningen visat sig att detta mål vid om- sättningen av natriumkarbonat och väteperoxid i närvaro av natrium- perkarbonatgroddar, koksalt och tidigare kända stabilisatorer för aktivt syre samt natriumhexametafosfat kan uppnås vid lO - ZOOC, om man i ympförlaget indoserar en vattenhaltig väteperoxidlösning, som ginnehåller stabilisatorer för aktivt syre, antingen samtidigt med en filtrerad lösning, som är mättad med natriumkar- bonat samt innehåller 40 - lOO g natriumperkarbonat per liter lös- ning, O,l - l,O g natriumhexametafosfat per liter lösning samt lOO - 200 g koksalt per liter lösning och stabilisatorer för aktivt 7710930-4 syre, eller samtidigt med en moderlut, som innehåller 40 - 100 g natriumper- karbonat per liter lösning och 0,1 - l,O g natriumhexametafosfat per liter lösning samt 100 - 200 g koksalt per liter lösning och stabilisatorer för aktivt syre, varvid i fallet moderlut samtidigt så stor mängd kalcinerat natrium- karbonat indoseras i ympförlaget, att inget natriumkarbonat-deka- hydrat bildas såsom bottensats i ympförlaget, och den använda mängden väteperoxid i huvudsak är ekvivalent med den till omsättningen kommande lösta mängden natriumkarbonat, under upprätthållande av en och samma temperatur under hela fällnings- förfarandet, varpå genom utfällning av natriumperkarbonatet den bildade övermättnaden minskas, eventuellt i ett efterreaktionssteg, och det erhållna natriumperkarbonatet på känt sätt avskiljes, torkas och den erhållna moderluten återföres i processen.

Det använda kalcinerade natriumkarbonatet utgöres av såväl natriumkarbonat pro analysi som även tekniskt natriumkarbonat.

Såsom filtrerad lösning, som är mättad med natriumkarbonat, basiskt magnesiumkarbonat och magnesiumsilikat, betecknas en sådan lösning, som per liter innehåller 100 - 200 g koksalt samt 40 - 100 g natriumperkarbonat och natriumkarbonat-dekahydrat såsom bottensats (Bodenkörper), och i vilken före eller efter tillsatsen av det kalcinerade natriumkarbonatet så stor mängd natriumhexametafosfat per liter lösning upplöses, att den totala mängden natriumhexameta- fosfat uppgår till 0,1 - 1,0 g per liter lösning, varefter den på detta sätt framställda lösningen dekanteras och/eller filtreras och i den från bottensatsen befriade formen omsättes med väteperoxiden.

Med moderlut avses den efter avskiljning av perkarbonatet erhållna lösningen, som före återföringen i processen inställes på den i beskrivningen av uppfinningen angivna koncentrationen av natriumhexametafosfat och eventuellt koksalt.

Vid början av förfarandet framställes moderluten syntetiskt såsom vattenlösning bestående av (beräknat på l liter lösning) 40 - 100 g natriumperkarbonat, 0,1 - l g natriumhexametafosfat, 100 ~ 200 g koksalt och mättad på basiskt magnesiumkarbonat och magnesiumsilikat.

Denna syntetiska moderlut användes såsom förlag och utnyttjas även för framställning av den filtrerade och på natriumkarbonat mättade lösningen. 77109304: 4 _ I detta förlag för moderluten indoseras väteperoxid samtidigt med och kontinuerligt antingen tillsammans med den filtrerade och på natriumkarbonat mättade lösningen eller med moderluten, varvid i fall tillsatsen genomföres med moderluten samtidigt även kalcinerat natriumkarbonat tillföres i sådan mängd, att ingen dekahydrat bildas såsom bottensats i reaktionslösningen. Detta kan fastställas med förförsök.

Efter uppbyggnad av perkarbonatövermättnad i reaktionslösningen erhålles under minskningen av övermättnaden bildning av natrium- perkarbonatgroddar, vilka tjänar såsom ympförlag vid genomförande av förfarandet enligt uppfinningen.

I ”För att hålla förlusten av aktivt syre så ringa som möjligt genomföres förfarandet icke vid temperaturer över ZOOC. Företrädes- vis ligger temperaturen vid 14 - l6°C.

Det har visat sig att storleken av övermättnaden med det bildade perkarbonatet beror av mängden närvarande natriumhexameta- fosfat och att denna mängd i sin tur, för att en användbar över- mättnad skall kunna uppbyggas och ett kompakt korn kunna erhållas, beror av fällningstemperaturen.

Bestämda fällningstemperaturer kräver vid användning av den enligt uppfinningen utnyttjade på natriumkarbonat mättade lösningen bestämda mängder av natriumhexametafosfat, dvs. under 2000 de i beskrivningen av föreliggande uppfinning angivna mängderna. över 20oC börjar förlusterna av aktivt syre att bli alltför starka.

Med större mängder natriumhexametafosfat, som kan vara tillämpliga för temperaturer över ZOOC, kan man icke arbeta vid 2000 och där- under, om man önskar erhålla ett kompakt korn. Den alltför stora mängden av natriumhexametafosfat skulle sålunda medföra en alltför stark övermättnad av det natriumperkarbonat som skall bildas, vilket antingen icke alls eller, vid närvaro av en bottensats av natriumkarbonat-dekahydrat, förstärkt genom lösningstrycket av efterupplöst natriumkarbonat spontant skulle utfalla i form av små groddar. På detta sätt skulle man icke kunna erhålla ett kompakt perkarbonat med minsta möjliga förluster av aktivt syre.

För att undvika förluster av aktivt syre genomföres hela fällningsförfarandet under 20°C vid i huvudsak en och samma tempe- ratur, dvs. vid É l°C i förhållande till den valda temperaturen.

Föredragna mängder av natriumhexametafosfat är 0,2 - 0,6 g per liter filtrerad utgångslösning eller moderlut. 771Û9304+ 5 De mängder väteperoxid som skall tillsättas bör, såsom an- givits, vara i huvudsak ekvivalenta med den föreliggande mängden av natriumkarbonat, se formeln i beskrivningens första stycke. Härmed avses med "i huvudsak ekvivalent" ett förhållande aktivt syreznatrium av 0,6 - O,9:l.

Såsom väteperoxidlösningar är i synnerhet 70 viktprocentiga vattenlösningar lämpliga. Emellertid kan även mer koncentrerade i handeln tillgängliga vattenlösningar av väteperoxid användas. Även mer utspädda lösningar än 70 viktprocentiga kan användas, men med sjunkande koncentration av väteperoxid införes större mängd vatten i systemet, varigenom å ena sidan kristallisationstrycket för perkarbonatet sjunker och å andra sidan överskottet av mcderlut stiger.

Vid förfarandet användes vanliga stabilisatorer för aktivt syre, såsom magnesiumsalter, alkalisalter, företrädesvis magnesium- sulfat och vattenglas.

Tillsatsen av stabilisatorer för aktivt syre tjänar till stabilisering av den färdiga produkten och de använda lösningarna.

Den filtrerade natriumkarbonatlösningen kan, såsom angivits, framställas med färska reagenser, liksom även med användning av den efter avfiltrering av perkarbonatet erhållna moderluten.

Det är lämpligt att vid användning av vattenglas och åter- användning av den med natriumperkarbonat mättade moderluten, som fortfarande innehåller en del av stabilisatorerna från föregående omsättning, tillsätta den erforderliga mängden vattenglas före tillsatsen av det kalcinerade natriumkarbonatet, eftersom härvid föroreningarna i moderluten adsorberas genom utfällning av magne- siumsilikat. Under tillsatsen av kalcinerat natriumkarbonat ut- fälles basiskt magnesiumkarbonat, vilket tillsammans med magnesium- silikatet adsorberar föroreningarna ur det tekniska natriumkarbo- natet. Härigenom minskas förlusterna av aktivt syre.

Samtidigt sjunker magnesiumkoncentrationen, den filtrerade natriumkarbonatlösningen är mättad på magnesiumsilikat och basiskt magnesiumkarbonat. Magnesiumkoncentrationen varierar därför endast i ringa grad i denna lösning.

Uppbyggnaden och minskningen av övermättnadsgraden äger rum under omrörning. Det är känt att groddbildningshastigheten är beroende av omrörningshastigheten. Vid hastig omrörning uppträder en alltför hastig minskning av övermättnaden och man erhåller en 7?1Û930~lf 6 åalltför fin produkt. Vid alltför långsam omrörning är däremot minskningen ofullständig och om härvid moderluten från en sådan omsättning användes vid beredning av den filtrerade natriumkarbonat- lösningen kristalliserar redan under framställningen.av denna ut- gångslösning natriumperkarbonat ut, eftersom det lättlösligare natriumkarbonatet tränger ut det svårlösliga natriumperkarbonatet ur lösningen. Detta natriumperkarbonat utfaller härvid tillsammans med föroreningarna och magnesiumföreningarna och går härigenom för- lorat.

För fastställande av den optimala omrörningshastigheten fast- ställes omedelbart efter tillsatsen av väteperoxiden den uppträ- dande övermättnaden av natriumperkarbonat och bestämmes minskningen av denna.

Den omrörningshastighet, som skall väljas, fastställes slut- giltigt genom den erhållna saltkvaliteten, dvs. det grova, kompakta kornet. Är minskningen av övermättnaden alltför hastig, måste omrörningshastigheten sänkas och omvänt, tills den önskade minsk- ningshastigheten inställts. I Vid avpassande av mängden moderlut, som per tidsenhet införes i ympförlaget, måste beaktas att denna mängd måste vara tillräcklig för att tillsammans med vattenandelen i ympförlaget bringa den' tillförda mängden kalcinerat natriumkarbonat i lösning. Om ut- spädningen med moderluten är alltför kraftig, avtager perkarbonat- kristalliseringstrycket och omvänt. Vid alltför högt kristallisa- tionstryck bildas en alltför finkornig produkt och i motsatt fall är minskningen av övermättnaden ofullständig.

Slutligen bestämmes även den utspädning, som skall väljas, genom den erhållna saltkvaliteten.

Den införda mängden kalcinerat natriumkarbonat måste vara så stor, att i närvaro av de andra komponenterna, däribland natrium- hexametafosfatet, en tillräcklig perkarbonatövermättnad kan upp- byggas i ympförlaget och åter bortskaffas. Denna mängd får emel- lertid icke vara så stor att natriumkarbonat-dekahydrat föreligger såsom bottensats.

Vid användning av moderluten användes företrädesvis en moder- lut vars förhållande aktivt syre:natrium uppgår till ca 0,6 - O,8:l.

Detta är ett förhållande som i praktiken uppträder särskilt ofta vid genomförande av förfarandet enligt uppfinningen och kan betrakta såsom ett variationsintervall. 77109304: 7 Det utfällda natriumperkarbonatet avfiltreras och torkas på känt sätt. Förfarandet kan utan vidare genomföras i konventionella anläggningar för framställning av natriumperborat.

Det tekniska framsteget med förfarandet ligger i återanvänd- ningen av moderluten vid i huvudsak konstanta kristallisations- parametrar, såsom sammansättning av natriumkarbonatutgångslösningen, en i huvudsak konstant föroreningsgrad och temperatur. Härigenom erhålles en kvalitativt enhetlig, dvs. grov och kompakt produkt.

På de i förväg beredda eller tillförda ympgroddarna kristalliseras nytt perkarbonat (på figur l visas en ljusmikroskopisk snittbild).

Uppfinningen beskrives utförligare med följande utförings- exempel.

Exempel. l. Framställning av den natriumkarbonathaltiga utgångslösningen.

I l liter natriumperkarbonatavlut med temperaturen l5OC, som innehåller 200 g NaCl, 72,2 g Na2C03 - 1,5 HZO2, 4,5 g MgS04 - 7H20 och O,l5 g natriumhexametafosfat, upplöses först l,35 g hexa.

Vid konstanthâllning av temperaturen och omrörning doseras under 15 minuters tid genom en AEG-ränna 150 g tekniskt natriumkarbonat (88%-igt) i denna avlut. Genom filtrering avlägsnas de olösliga beståndsdelarna och en klar natriumkarbonathaltig utgångslösning med följande analysvärden erhålles: II 0,69 mol/liter Na (totalt natrium) 2,80 mol/liter Förhållande Oa/Na = 0,24.

Oa (aktivt syre) lzl. Omsättning av den filtrerade natriumkarbonatlösninqen med EÉ_1ÉLÉɧÉBÉ2EÉ2ÉÉ2_É2Q2; I ett öppet, slangkylt glaskärl (diameter 13,5 cm, höjd 21 cm) införes l liter natriumperkarbonatsuspension med 150 g natrium- perkarbonatfastmaterial per liter moderlut, vilken per liter inne- håller 200 g NaCl, 75 g Na2C03 - 1,5 H202, 5 g MgS04 - 7H20 och 0,15 g hexa, under omrörning vid l5°C. (Omrörarpropellerdiametern 5 cm, omrörningshastighet = 500 varv/minut).

Vid konstant temperatur indoseras i detta förlag samtidigt och kontinuerligt 2 liter natriumkarbonathaltig utgångslösning/h (Na = 2,84 mol/liter, Oa = 0,57 mol/liter, hexa = 0,35 g/liter), som framställts på det under 1 angivna sättet, samt 126,6 ml H202/h (24,5 mol/liter, 72,7 g NaCl/liter och 57,6 g MgS04 - 7H2O/liter). 771093041 8 Periodiskt avtappas från kristallisationskärlet så stor mängd natriumperkarbonatsuspension, att maximalt É 15 % volymvariationer uppträder. Efter 30 minuters efterreaktionstid avskiljes saltet på ett filter och lufttorkas.

Saltanalys 0a = 14,56 % Skrymvikt = 860 g/liter Siktanalys på 0,8 mm = O % “ 0,5 “ = 20 % " 0,4 " = 31 % " 0,2 " = 49 % " 0,1 " = o Rest = O % lf2. Omsättning av den i reaktionsblandningen bildade natrium- karbonatlösningen med ca 70 viktprocentig H2Q2¿ I förlaget indoseras på det sätt som beskrivas i exempel l:l vid l5oC samtidigt och kontinuerligt per timme 300 g kalcinerat natriumkarbonat (74 %-igt), 2 liter moderlut (Na = 0,94 mol/liter, Oa = 0,68 mol/liter, 200 g NaCl/liter, 5 g MgS04 - 7H20/liter, 0,4 g hexa, 1,5 ml vattenglas 380 Bè/liter) och 126,4 ml H202 (24,5 mol/liter, 72,7 g NaCl/liter och 57,6 g MgS04 - 7H20/liter).

Saltsuspensionen utmatades periodiskt ur kristallisations- kärlet, separerades på ett filter och lufttorkades.

Saltanalys 14,02 % Aktivt syre Skrymvikt = 860 g/liter Siktanalys på 0,8 mm = 0 % " 0,5 “ = 12 " 0,4 " = 13 % " 0,2 “ = 61 % " 0,1 " = '13 e Rest = l % 1:3. Driftsförsök.

Iden öppen rörverkskristallisator (diameter 1530 mm, höjd 3 1420 mm) införes under omrörning vid l5°C l m natriumperkarbonat- 77109304» 9 suspension med 150 g natriumperkarbonatfastmaterial per liter moder- lut, som per liter innehåller 200 g NaC1, 75 g Na2C03 - 1,5 H202, 5 g MgS04 - 7H20 och 0,15 g hexa (omrörarpropellerdiameter = 500 mr, omrörningshastighet 220 varv/minut). Under konstant temperatur indoseras i detta förlag över rotameter samtidigt och kontinuerlig: per timme 300 kg kalcinerat natriumkarbonat (98%~igt), 2 m3 moder- lut (Na = 0,92 mol/liter, Oa = 0,66 mol/liter, 200 g NaC1/liter, 5 g MQSO4 - 7H20/liter, 0,6 g hexa/liter och 1,5 ml vattenglas 380 Be/liter) samt 143 liter H202 (24,5 mol/liter, 72,7 g NaC1/liter och 57,6 g Mgso4 - 7H2o/1iter) .

Saltsuspensionen utmatas kontinuerligt ur krista11isations~ kärlet till en mellanbehållare, avskiljes efter en uppehållstid av 30 minuter i en centrifug och torkas i en virvelbädd. ll Aktivt syre 14,10 % Skrymvikt = 860 g/liter Siktanalys på 0,8 mm = 0 % " 0,5" = 2o % " 0,4 " = 31 % " 0,2 " = 49 % " 0,1 " = o a, Rest = 0 % I det föregående avses med hexa natriumhexametaíosfat och mei Oa aktivt syre.

Claims (4)

771Û93Ü-å lO Patentkrav.

1. l. Kontinuerligt förfarande för framställning av ett kompakt, nötningsbeständigt natriumperkarbonat genom omsättning av natrium- karbonat och väteperoxid i närvaro av natriumperkarbonatgroddar, koksalt, stabilisatorer för aktivt syre och natriumhexametafosfat vid 10 - 20°C, k ä n n e t e c k n a t därav, att man i ett ymp- förlag indoserar en vattenlösning av väteperoxid, som innehåller stabilisatorer för aktivt syre, antingen samtidigt med en filtrerad lösning, som är mättad på natriumkarbonat samt innehåller 40 - 100 g natriumperkarbonat per liter lösning, 0,1 - 1,0 g natriumhexameta- fosfat per liter lösning samt lO0 - 200 g koksalt per liter lösning och stabilisatorer för aktivt syre, eller samtidigt med en moderlut, som innehåller 40 - 100 g natrium- perkarbonat per liter lösning och 0,1 - l,O g natriumhexametafosfat per liter lösning samt 100 - 200 g koksalt per liter lösning och stabilisatorer för aktivt syre, varvid vid användning av moderlut samtidigt så stor mängd kalcinerat natriumkarbonat indoseras i ympförlaget, att i ympförlaget inget natriumkarbonat-dekahydrat bildas såsom bottensats, och den använda mängden väteperoxid i huvudsak är ekvivalent med den för omsättning använda lösta mängden natriumkarbonat, samt med upprätthållande av en och samma temperatur under hela fällningsförfarandet, varefter den erhållna övermättnaden avlägsnas genom utfällning av natrium- perkarbonatet, eventuellt i ett efterreaktionssteg, varefter det erhållna natriumperkarbonatet avskiljes, torkas med kända för- faranden och den erhållna moderluten återföres i processen.

2. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t därav, att 0,2 - 0,6 g natriumhexametafosfat per liter filtrerad lösning resp. per liter moderlut användes.

3. Förfarande enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e t e c k - n a t därav, att den valda fällningstemperaturen över- eller under- skrides med högst É lOC.

4. Förfarande enligt något av patentkraven 1 - 3, k ä n n e - t e c k n a t därav, att man använder en moderlut med ett förhål- lande aktivt syreznatrium av 0,60 - O,80:l. Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt vormals Roessler