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Verfahren zur Herstellung von Natriumperborat. Durch Patentschrift
i93722 ist ein Verfahren zur Herstellung von Natriumperbor at bekannt geworden,
«-elches darin besteht, daß Natriumsuperoxyd in wässeriger Lösung oder Suspension
mit Kohlensäure oder Alkalicarbonaten und Borsäure oder Alkaliboraten in Reaktion
gebracht wird.
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Bei diesem Verfahren wurde besonderer Wert darauf gelegt, den Prozeß
so zu steuern, daß eine gesättigte reine Sololösung als -Nebenprodukt erhalten wurde,
was die An-«-eiidung molekularer Mengen der Ausgangsstoffe bedingte.
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Nach vorliegender Erfindung wird nun derart verfahren, daß man zielbewußt
mehr Kohlendioxyd absorbieren läßt, als zur Überführung des für die Perboratbildung
nicht benötigten Alkalis in Soda erforderlich ist und das hierdurch in der Lauge
gebildete Bicarbonat durch Zufügung entsprechender Mengen von Borsäure oder Alkaliborat
und von Alkalistiperoxyd in Perborat überführt.
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Während nach Patentschrift i93722 die Bildung von mit Bicarbonat verunreinigten
Sololaugen vermieden «-erden soll, zielt vorliegende Erfindung auf die Bildung derartiger
an sich unerwünschter Laugen hin, wobei einerseits der Vorteil einer erhöhten Perboratausbeute
erzielt wird, während andererseits die an sich unerwünschten mit Bicarbonat verunreinigten
Sodalaugen zur Erzeugung weiterer Perboratmengen nutzbar Beinacht `-erden. Hierbei
kann man mit Vorteil auch noch derart verfahren, daß man in die bicarbonathaltigen
Laugen noch zusätzliche Mengen von Bicarbonat einbringt und auch diese durch entsprechenden
Zusatz von Borsäure oder Boraten und von Alkaliperoxyd zur Perboratherstellung verwendet.
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Ganz besondere Vorteile werden erzielt, wenn man den Hauptprozeß der
Perboratherstellung und die Nutzbarmachung der bicarbonathaltigen Ablaugen dieses
Hauptprozesses zu einem geschlossenen Arbeitsverfahren vereinigt. Beispiel. In rooo
Gewichtsteile Wasser «-erden 58 Gewichtsteile N atriummetaborat (N a BO=) und 69
Gewichtsteile N atriunisuperoxyd, letzteres unter Kühlung, eingetragen. In dieses
Reaktionsgemisch wird Kohlensäure unter Kühlung eingeleitet, mit der Maßgabe, daß
auf zwei Äquivalentteile N atriumsuperoxyd etwa 2,5 Äquivalentteile Kohlensäure
absorbiert werden. Unter Umrühren vollzieht sich hierbei in glatter Weise die Ausfällung
von festem Perborat. Zweckmäßig wird nun dieser Hauptprozeß nicht bis zur vollständigen
Ausfällung des Perborats durchgeführt, sondern mit der Nutzbarmachung des Bicarbonats
der Ablauge zur Perboratherstellung bereits in einem früheren Zeitpunkt begonnen.
Hat z. B. die Titration einer Laugenprobe einen Gehalt von 3,7 g Bicarbonat in roo
Teilen, also 37 Gewichtsteilen in den angewendeten rooo Teilen, ergeben, so setzt
man 1q. Ge-« ichtsteile Metaborat (Na B0.) zu - und trägt dann noch 16 Gewichtsteile
Natriumsuperoxyd ein. Die Temperatur, welche vorher
o bis 5° betrug
und bei Zugabe des Natriumsuperoxyds langsam steigt, wird zweckmäßig auf etwa 7
bis io° eingestellt. Nach etwa 1(4 bis 1/Zstündigem Rühren ist die Reaktion beendet.
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Zwecks noch besserer Ausnutzung von Zeit und Raum kann man vorteilhaft
so verfahren, claß man zu den in den Ablaugen vorhandenen 37 Gewichtsteilen Bicarbonat
weitere, z. B. 3o Gewichtsteile festen Bicarbonats hinzugibt und dann zum Zwecke
der Umwandlung der nunmehr vorhandenen 67 Gewichtsteile Bicarbonat 25 Gewichtsteile
Metaborat (NaB0,) und 29 Teile N atriumsuperoxyd in der vorher beschriebenen Weise
hinzufügt.
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An diesem Beispiel läßt sich in sinngemäßer Abänderung das Metaboiat
durch Borax oder Borsäure oder ein anderes N atriumborat ersetzen.
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Die Erfindung bietet Vorteile nach verschiedener Richtung hin; sie
ermöglicht die Verwendung der billigen Kohlensäure unter ausgezeichneter Ausnutzung,
da alle absorbierte Kohlensäure zur Perboratherstellung nutzbar gemacht wird, unter
Erzielung von konzentrierter, ohne weiteres verwertbarer Sodalauge als Nebenprodukt.
Das Ausbringen an Perborat wird mit Bezug auf Zeit und Raumeinheit um etwa 2o Prozent
und mehr erhöht, insbesondere dann. wenn in der zweiten Hälfte des Prozesses zu
der aus der Kohlensäure entstandenen Bicarbonatlauge noch weiteres Bicarbonat zugesetzt
wird. Schließlich wird auch noch der Kältebedarf herabgesetzt. Beim Einleiten von
Kohlensäure während des ersten Teils des Verfahrens muß im Interesse einer guten
Ausbeute die Temperatur niedrig, z. B. annähernd bei o°, gehalten werden, während
beim zweiten Teil des Verfahrens die Temperatur der Lauge entsprechend der mehrgebildeten
Soda höher gehalten werden kann, ohne daß die Ausbeute darunter leidet. Im allgemeinen
stellen sich die Verhältnisse selbsttätig so ein, daß die Temperatur des Reaktionsgemisches
im zweiten Teil des Verfahrens nur ebensoweit steigt, daß die bei dem Prozeß sich
bildende Soda gelöst bleibt, so claß man mit kleinen Regulierungen auskommen kann.
Schließlich wurde noch gefunden, daß man Verminderung der Ausbeuten infolge Zersetzung
von Perborat durch Zusatz geringer Mengen von geeigneten Schutzstoffen mit Sicherheit
verhindern kann. Als solche Schutzstoffe kommen z. B. Erdalkalisilikate einschließlich
Magnesiumsilikate, Alkalisilikate oder organische Verbindungen, wie Phenole oder
deren Substitutionsprodukte, z. B. Kresol oder Gemische dieser Körper, in Betracht.
Auch die Haltbarkeit des Perborats wird durch derartige Schutzstoffe sehr günstig
beeinflußt. Ein Zusatz von z. B. Magnesiumsilikat, das durch Füllen einer Lösung
von Alkalisilikat mit Magnesumsalz hergestellt ist, verbessert, wie gefunden wurde,
nicht nur die Ausbeute, sondern er vermag auch die Haltbarkeit des Fertigproduktes
in einem solchen Grade zu erhöhen, daß selbst Versendung in feuchtem Zustande möglich
ist.
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In der Patentschrift 193722 ist zwar angegeben, daß ein Überschuß
an Kohlensäure nichts schade. Da dieses Verfahren aber die unmittelbare Gewinnung
reiner Sodalauge bezweckt, also auf Anwendung molekularer Mengen besonderen Wert
legt, so war aus dem bekannten Verfahren nicht die Vorschrift zu entnehmen, zielbewußt
mit überschüssiger Kohlensäure zu arbeiten, das sich hierbei bildende Bicarbonat
ebenfalls zur Perboratherstellung nutzbar zu machen und hierdurch besondere Vorteile
mit Bezug auf die Perboratausbeute und im Endergebnis ebenfalls reine Sodalaugen
zu erzielen.