SE439152B - Forfarande for framstellning av ett kompakt, grovt natriumperkarbonat - Google Patents

Description

79001584 2 Detta förfaringssätt medför bildning av ett fint, spetsigt perkarbonat.

Vidare anges i den tyska offentliggörandeskriften 2.328@803 att man kan erhålla ett nötningsbeständigt grovt perkarbonat w genom omsättning av en sodalösning eller -suspension, som innehåller 2 - 8 g natriumhexametafosfat per liter lösning, med en väteperoxidlösning med en halt av 3 - 10 g magnesium- joner per liter, eventuellt i närvaro av koksalt.

Härvid är det betydelsefullt att man noggrant iakttar mängd- uppgifterna för natriumhexametafosfat och magnesiumjoner.

I annat fall erhålles fina eller icke motståndsbeständiga partiklar.

Olägenheten med det endast diskontinuerligt genomförda för- farandet är att vid förnyad användning av moderluten vid den högre upplösningstemperaturen för natriumkarbonat av 2400 minskas väteperoxidutbytet kraftigt genom sönderdelning av aktivt syre, som vid användning av natriumkarbonat av teknisk kvalitet ytterligare förstärkes genom de i moderluten anrikade föroreningarna.

Genom denna sönderdelning av aktivt syre, som fortskrider under tillförseln av väteperoxid, kan kristallisationsbetingel- serna för natriumperkarbonatet icke hållas konstanta: Förhållandet natriumkarbonat/natriumperkarbonat förskjutes till ett natriumkarbonatgynnande läge, vilket såsom mer lätt- löslig komponent utövar ett ytterligare tryck på det natrium- perkarbonat som fortfarande finnes i lösning.

Följden är en alltför hastig kristallisation och man erhåller .a en finkornig produkt.

Vidare erfordras vid användning av en med natriumkarbonat mät- - tad lösning en viss mängd natriumhexametafosfat, såsom anges i den tyska patentansökan P 26 44 147.4-41. 790-0158-2 3 Om mängden natriumhexametafosfat är alltför stor, uppbygges en alltför stabil övermättnad av det natriumperkarbonat, som skall bildas, och denna övermättnad kan icke hävas eller endast delvis hävas.

Om mängden natriumhexametafosfat är alltför liten, uppbygges en alltför ringa perkarbonatövermättnad och det erhållna per- karbonatet är för finkornigt.

Det är därför väsentligt att vid en förutbestämd natriumkar- bonatmängd, som skall omsättas, vid konstant koncentration av de dessutom närvarande lösningskomponenterna och reaktions- temperaturen ett bestämt förhållande mellan natriumkarbonat- omsättning och löst natriumhexametafosfatmängd upprätthålles.

Detta var vid förfarandet enligt den tyska patentansökan P 26 44 147.4-41 endast möjligt till gränsen för natriumkar- bonatets löslighet. Ändamålet med uppfinningen är sålunda att åstadkomma ett från teknisk synpunkt enklare genomförande av förfarandet enligt den tyska patentansökan P 26 44 l47.4-41, vilket i sig inne- burit en obetingat säkrare reproducerbarhet för de grova kompakta kornen vid 10 - 20°C, samt dessutom en ökad omsätt- ning av natriumkarbonatet.

Det har enligt uppfinningen visat sig att detta mål kan uppnåsi vid omsättning av natriumkarbonat med väteperoxid utgående från en natriumkarbonathaltig och på natriumperkarbonat mättad lösning i närvaro av 100 - 200 g koksalt per liter lösning, kända stabilisatorer för aktivt syre och natriumhexametafos- fat vid 10 - 2000, om man i en sådan lösning, som per liter innehåller 0,1 ~ 1,9 g natriumhexametafosfat, inställer ett vikt- förhållande natriumkarbonat:natriumhexametafosfat av 65:l till 500:l, varefter den på detta sätt framställda natriumkarbonat- utgångslösningen resp. -suspensionen försättes med en mängd väteperoxid, som är praktiskt taget ekvivalent med den i ut- gångslösningen lösta och suspenderade mängden natriumkarbonat 790-0158-2 4 samt under upprätthållande av i huvudsak en och samma tempe- ratur och under hela fällningsförfarandet, varefter man under och efter avslutandet av väteperoxidtillsatsen upp till EG minuter efter denna tillsats minskar den bildade övermâttnaden av löst natriumperkarbonat genom utfällning av natriumper- karbonatet, avskiljer det erhållna saltet med kända metoder och torkar denna samt eventuellt âterför den erhållna moder- luten till arbetssteget för natriumkarbonatutgångslösningen.

För att hålla förlusten av aktivt syre så låg som möjligt genomföres förfarandet icke vid temperaturer över 20°C. Före- trädesvis ligger temperaturen vid 14 - l6°C.

Det såsom utgångsmaterial använda natriumkarbonatet kan ut- göras av kalcinerat natriumkarbonat, natriumkarbonat pro analysi samt även tekniskt natriumkarbonat.

Det har enligt uppfinningen visat sig att vid konstant kon- centration av de förutom natriumkarbonat upplösta och ingående komponenterna samt vid konstant reaktionstemperatur måste ett visst förhållande mellan natriumkarbonatomsättning och upplöst natriumhexametafosfatmängd upprätthållas för en under och efter väteperoxidtillsatsen inriktad eller eftersträvad ökning och sänkning av natriumperkarbonatövermättnaden samt häriqenom slutligen för en grov, kompakt produkt.

För fastställande av det riktiga förhållandet mellan natrium- karbonatomsättning och natriumhexametafosfat kan man gå till- väga på följande sätt: Efter fastläggning av reaktionstempe- raturen på ett värde mellan +10 och +20°C, den i lösningen förefintliga koksalthalten till en mängd mellan 100 och 200 g/liter, de i huvudsak konstanta halterna av ca 4,5 g Mg S04 - 7 H20/liter och ca O,l g natriumhexametafosfat/liter göres lösningen genom upplösning av 51 g natriumkarbonat och tillsats av 30 ml väteperoxid (70-viktprocentig) i huvudsak mättad, varvid ca 75 g natriumperkarbonat per liter bildas.

I denna perkarbonat-moderlut fastställes härefter genom en 7900158-2 rad av förförsök det riktiga förhållandet mellan natriumkar- bonatomsättning och natriumhexametafosfat, vid vilket genom en anpassad ökning och sänkning av natriumperkarbonatöver- mättnaden en grov, kompakt produkt erhålles.

Sålunda måste exempelvis vid +lO°C i en mättad natriumperkar- bonatlösning i närvaro av 200 g/liter koksalt,4,5 g/liter Mg S04 - 7 H20 och O,l g/liter natriumhexametafosfat ett för- hållande av Naz C03;(Na PO3)6 av 500:l inställas för åstad- kommande av ett grovt, kompakt perkarbonat.

Vid +20oC i en mättad natriumperkarhonatlösning i närvaro av 100 g/liter koksalt, 4,5 g/liter Mg S04 - 7 H20 och 1,9 g/liter natriumhexametafosfat måste förhållandet Naz CO3:(Na P03)6 uppgå till llO:l för att man skall erhålla en grov, kompakt produkt.

För undvikande av förluster av aktivt syre genomföras hela fällningsförfarandet under 2000 vid i huvudsak en och samma temperatur, dvs. vid ÉIOC i förhållande till den valda tempe- raturen.

De erforderliga mängderna av väteperoxid bör, såsom angivits, vara i huvudsak ekvivalenta med den närvarande mängden nat- riumkarbonat, se formeln på sidan l. Härvid avses med "i huvudsak ekvivalent" ett förhållande mellan aktivt syre och natrium av 0,6 till O,9:l.

Såsom väteperoxidlösningar är i synnerhet 70-viktprocentiga vattenlösningar lämpade, men även mer högprocentiga i handeln tillgängliga vattenlösningar av väteperoxid kan användas. Även mer lågkoncentrerade lösningar än 70 viktprocent kan användas, men med sjunkande koncentration av väteperoxid in- slussas större mängd vatten i systemet, varigenom å ena sidan kristallisationstrycket för perkarbonatet sjunker och å andra sidan överskottet av moderlut stiger. 7900158-2 6 Vid förfarandet användes vanliga stabilisatorer för aktivt syre, såsom magnesiumsalter, alkalisalter, företrädesvis magnesiumsulfat.

Stabilisatorerna tillsättes till vattenlösningen av väte- peroxid; Vid början av förfarandet enligt uppfinningen framställes moderluten, bestående av, beräknat på l liter lösning, 40 - l00 g natriumperkarbonat, 0,1 - 1,9 g natriumhexametafosfat, l00 - 200 g koksalt och magnesiumkarbonat samt magnesium- silikat till mättnad syntetiskt såsom vattenlösning.

Denna syntetiska moderlut användes för framställning av nat- riumkarbonatlösningen eller -suspensionen. Denna utgångs- lösning kan även framställas med den efter avskiljning av bildat natriumperkarbonat erhållna moderluten, som likaledes innehåller 40 - 100 g natriumperkarbonat per liter.

Denna moderlut måste emellertid justeras till den i beskriv- ningen angivna koncentrationen av natriumhexametafosfat och koksalt.

Det är lämpligt att vid användning av vattenglas och återan- vändning av den på natriumperkarbonat mättade moderluten, som fortfarande innehåller en del av stabilisatorerna i föregående charge, före tillsatsen av det kalcinerade natriumkarbonatet filtrera moderluten för avskiljning av utfällt magnesium- silikat.

Samtidigt sjunker magnesiumkoncentrationen, som därför endast varierar i ringa grad i denna lösning.

Uppbyggnaden och avlägsnandet av övermättnaden genomföres under omrörning. Det är känt att groddbildningshastigheten beror pâ omrörningshastigheten. Vid hastig omrörning erhålles en alltför hastig nedgång av övermättnaden och man erhåller en alltför finkornig produkt. Vid alltför långsam omrörning 7900158-2 7 blir sänkningen ofullständig. Om man använder moderluten från en sådan charge vid beredning av den såsom utgângsmaterial använda natriumkarbonatlösningen, kristalliseras redan under framställningen av denna utgångslösning natriumperkarbonat, eftersom det mer lättlösliga natriumkarbonatet undantränger det mer svårlösliga natriumperkarbonatet ur lösningen.

Detta natriumperkarbonat utfaller härvid tillsammans med föroreningarna och går sålunda förlorat.

För fastställande av den optimala omrörningshastigheten fast- ställes omedelbart efter tillsatsen av väteperoxiden den er- hållna övermättnaden av natriumperkarbonat samt bestämmas sänkningen av övermättnaden.

Den omrörningshastighet som skall väljas bestämmes slutgiltigt med hänsyn till den erhållna saltkvaliteten, dvs. det grova, kompakta kornet.

Om sänkningen av övermättnaden är alltför hastig, måste om- rörningshastigheten sänkas och vice versa, tills den önskade sänkningshastigheten uppnåtts.

Detsamma gäller för doseringshastigheten av väteperoxidlös- ningen till natriumkarbonatlösningen. Denna doseringshastig- het kan fastställas för driften vid laboratorieförsök.

Optimala är doseringshastigheter av 10 - 20 minuter för de för reaktion erforderliga mängderna.

Det utfällda natriumperkarbonatet avfiltreras på känt sätt och torkas. Förfarandet kan utan svårighet tillämpas i vanliga anläggningar för framställning av natriumperborat.

Det tekniska framsteget med förfarandet ligger i återanvänd- ningen av moderluten med i hög grad konstanta kristallisa- tionsparametrar, såsom sammansättningen av natriumkarbonat- utgångslösningen, en i huvudsak likformig föroreningsgrad och 79001534 8 temperatur och mycket enkelt tekniskt genomförande.

Härigenom erhålles efter varje omsättning en kvalitativt en- hetlig, dvs, grov, kompakt produkt.

Uppfinningen beskrives med följande utföringsexempel.

Härvid användes följande beteckningar: NaPc - - natriumperkarbonat Hexa - natriumhexametafosfat Oa - aktivt syre mol/liter - gramatom/liter Driftsförsök.

I en behållare av materialet V4A (diameter = l53O mm, höjd s 3 NaPc-lösning vid l5°C, som per 14zo hmm) införas i förväg 1 m liter innehåller 200 g NaCl, 72,2 g Na2CO3-1,5 HZOZ, 4,5 g MgSO4-7H2O och 0,15 g hexa (omrörarpropellerns diameter = 500 mm, omrörarhastigheten = 220 varv/minut). I denna i för- väg införda vätskemängd upplöses 1,35 kg hexa.

Därefter indoseras under konstant temperatur (l5°C) och om~ rörning inom en tidrymd av 25 minuter genom en AEG-doserings- ränna 105 kg tekniskt kalcinerat natriumkarbonat (96%-igt) i den angivna i förväg införda vätskan.

Omedelbart efter avslutandet av tillsatsen av natriumkarbonat 'tillföres inom 15 minuters tid vid l5°C 76 liter H202-lösning (23,7 mol/liter), som per liter innehåller 52,6 g MgSO4-7H20 och 65,8 g NaCl genom en anordning av typen rotameter.

Efter tillsatsen av H202-lösningen var 142 g NaPc/liter i lösning, som inom en tidrymd av 45 minuter sjönk till 71,4 g/liter. 7900158-2 9 Eft - reaíï Lutanalys tions- Na Oa Oa/Na Lös: tid gram- för- NaPc minuter mol/liter atom/liter hållande g/liter efter H O - O 1,81 1,43 0,79 142,0 -tillsats 45 0,91 0,79 0,87 7l,4 Saltgröten avskildes med en kontinuerligt arbetande Centrifug från moderluten och saltet torkades i en flytbäddtork.

Man erhöll l5O kg färdig produkt med följande analysvärden: Aktivt syre : 13,94 % Skrymvikt : 941 g/liter Siktanalys på 0,8 mm : 6 % på 0/5 mm : 29 % på 0,4 mm . 15 % på 0,2 mm : 38 % på Oil mm : 12 % Rest : O % 7900158-2 Jämförelseexemgel 1: För beredning av förlaget infördes först 800 ml destillerat vatten.

I detta upplöstes 250 g NaCl och 2,0 g natriumhexametafosfat.

Efter påfyllning av förlaget till 1000 ml med destillerat vatten tillsattes så stor mängd kalcinerat natriumkarbonat vid 10°C, att en mättad natriumkarbonatlösning erhölls.

En anslutande filtrering av natriumkarbonatsuspensionen genomfördes med hjälp av 10 g filtreringshjälpmedel (Hyflow) och gav ett klart filtrat med en mättad alkalikoncentration av 1,58 mol Na/l.

Detta klara filtrat med volymen 1000 ml försattes därefter med ytterligare 10 g kalcinerat natriumkarbonat av teknisk kvalitet.

Därefter omsattes natriumkarbonatsuspensionen med den ekvivalenta mängden väteperoxid, motsvarande 51,2 ml (25,55 mol H2O2/l) vid °C till natriumperkarbonat. Ingen perkarbonatutfällning erhölls.

Analys av den ovan angivna lösningen gav efter tillsats av väte- peroxiden följande värden: Na = 1,64 mol/1, Oa (aktivt syre) = 1,18 mol/l, förhållande åå = 0,72 NaCl = 214 g/l. 7900158-2 ll Jämförelseexemgel 2: För beredning av förlaget infördes först 800 ml destillerat vatten.

I detta upplöstes 250 g NaCl och 2,0 g natriumhexametafosfat.

Efter påfyllning av förlaget till 1000 ml med destillerat vatten tillsattes så stor mängd kalcinerat natriumkarbonat vid 10°C, att en mättad natriumkarbonatlösning erhölls.

Den efterföljande filtreringen av natriumkarbonatsuspensionen genomfördes med hjälp av 10 g filtreringshjälpmedel (Hyflow) och gav ett klart filtrat med en mättad alkalikoncentration av 1,38 mol Na/l.

Till detta klara filtrat med volymen 1000 ml sattes dessutom 60 g kalcinerat natriumkarbønat av teknisk kvalitet. Därefter omsattes natriumkarbonatsuspensionen med den ekvivalenta mängden väte- peroxid, motsvarande 69,6 ml (25,55 mol H2O2/1) vid 10°C till natriumperkarbonat. Ingen natriumkarbonatutfällning erhölls.

Analys av den ovan angivna lösningen gav efter tillsats av väte- peroxid följande värden: Na = 1,90 mol/l, Oa (aktivt syre) = 1,45 mol/1, förhållande åš = 0,76, NaCl = 203,4 g/1. .7900158-2 12 Jämförelseexemgel 3: För beredning av förlaget inroraes rorst 800 ml destillerat vatten.

I detta upplöstes 250 g NaCl och 2,0 g natriumhexametafosfat.

Efter påfyllning av förlaget till 1000 ml med destillerat vatten tillsattes så stor mängd kalcinerat natriumkarbonat vid 2000, att en mättad natriumkarbonatlösning erhölls.

Den efterföljande filtreringen av natriumkarbonatsuspensionen genomfördes med hjälp av 10 g filtreringshjälpmedel (Hyflow) och gav ett klart filtrat med en mättad alkalikoncentration av 1,68 mol Na/1.

Till detta klara filtrat med volymen 1000 ml sattes dessutom 60 g kalcinerat natriumkarbonat av teknisk kvalitet. Därefter omsattes natriumkarbonatsuspensionen med den ekvivalenta mängden väteperoxid, motsvarande 78,9 ml (25,55 mol H202/1) vid 20°C till natriumperkarbonat. Ingen natriumperkarbonatutfällning erhölls.

Analys av den ovan angivna lösningen gav efter tillsats av väte- peroxiden följande värden: Na = 1,91 mol/l, Oa (aktivt syre) = 1,46 mol/1, förhållande gå = 0,76, NaCl = 190,6 g/l.

Claims (2)

L, 7900158-2 PATENTKRAV.

1. Förfarande för framställning av ett kompakt, grovt natriumperkarbonat genom omsättning av väteperoxid med nat- riumkarbonat vid 10 - ZOOC utgående från en natriumkarbonat- haltig och med natriumperkarbonat mättad lösning i närvaro av 100 - 200 g koksalt per liter lösning, kända stabilisatorer för aktivt syre och natriumhexametafosfat, k ä n n e.t e c k - n a t därav, att man i denna lösning, som innehåller 0,1 - 1,9 g natriumhexametafosfat per liter lösning, upprätthåller ett viktförhållande natriumkarbonat:natriumhexametafosfat av 65:1 till 500:l, varefter den på detta sätt framställda natriumkarbonatutgångslösningen eller -suspensionen försättes med en mängd väteperoxid, som är praktiskt taget ekvivalent med den i utgångslösningen upplösta och/eller suspenderade mängden natriumkarbonat, med upprätthållande av i huvudsak en och samma temperatur under hela fällningsförfarandet, varvid under och efter avslutandet av väteperoxidtillsatsen upp till 60 minuter efter denna tillsats den bildade övermättnaden av löst natriumperkarbonat sänkes genom utfällning av natriumper- karbonatet, det erhållna saltet avskiljes med kända förfaran- den och torkas samt den erhållna moderluten eventuellt åter- föres till arbetssteget för natriumkarbonatutgångslösningen.

2. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k - n a t därav, att den valda fällningstemperaturen över- eller underskrídes med högst ïl°C under förfarandet.