Способ получения стабилизирующей добавки для пербората натрия

 

<п>,998340

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз СоветскихСоциалистических

Республик (6! ) Дополнительное к авт. свищ-ву (22) Заявлено 08.06.81 (21) 3298804/23-26 с-присоединением заявки йЪ (23),П риоритет (53)М. Кл.

С 01 8 33/24

ГееудэретвеваЦ кемвтет

CCCP ю аееем езввретеинй и етврьпий (53) .т ДК 546. 273 (088.8) Опубликовано 23.02.83. Бюллетень 1тт7

Дата опубликования OAHcRHNQ 23. 02. 83 (72) Авторы изобретения

А. Я, Футорянский, Е. К. Каверзин, К. В. Т

В. Г. Шкрадов, В. М. Смирнов и Г. Г. Дрега (7() Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАБИЛИЗИРУЮЩЕЙ ДОБАВКИ

ДЛЯ ПЕРБОРАТА НАТРИЯ

Изобретение относится к области производства стабильного пербората натрия, применяемого в качестве отбе ливателя и компонента синтетических моющих средств.

Известно получение стабилизирующей 5 добавки для пербората натрия - сили-. ката магния.

Способ состоит во взаимодействии растворов хлорида магния и метасили о ката натрия. Метод предполагает использование для синтеза реактивных исходных продуктов, связан с наличием отходов, содержащих хлорид натрия (1 ).

Однако получающийся в результате реакции силикат магния обладает низкими скоростями отстаивания, вследствие чего для отмывки осадка от ионов хлора путем декантации требует- 2о ся около 10 сут.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ

2 получения стабилизирующей добавкисиликата магния, заключаМицийся в об." работке раствора сульфата магния силикатом натрия с соотношением

Б!О : Na О =1,2-1,5. Избыток 810 от стехиометрического отношения взят для коагуляции и утяжеления суспензии силиката магния с целью облегчения последующей декантации. Полученную суспензию силиката магния отстаивают,.декантируют образовавшийся в результате обменной реакции ра. створ сульфата натрия. Для полного удаления сульфата суспензию силиката репульпируют водой и вновь декантируют. Операцию повторяют 4-6 раз f 2 j.

Известный способ обладает рядом существенных недостатков: длительностью процесса отстаивания силиката магния и отмывки сульфата натрия, которая составляет не менее 2 сут, что является неприемлемым в условиях непрерывного крупно-тоннажного производства, необходимостью значительно»

3 99ВЗ го расхода дистиллированной воды для отмывки ot сульфата натрия, нали чие большого количества сточных вод, содержац1их сульфат натрия и необходимость.. их пвреработки.

Цел ью изобрет ения является повыше.ние стабилизирующих свойств добавки и сокращение продолжительности процес»

ca..

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения стабилизирующей добавки для пербората натрия на основе силиката магния, включающему взаимодействие суль" фата магния с силикатом натрия с по- 15 лучением суспензии .силиката магния, последовательное добавление гидрата окиси бария. и борной кислоты с последующей декантацией до содержания в суспензии твердой фазы 80-120 г/л.

Взаимодействие реагентов осуществляется последовательно по уравнениям реакций

Йф50 @Ha SiO — - и уМО +Ма 504 (<)

4. Я. Ъ

Йс1д04 ьа(0н) soso4 4+2,йа 0и (Q.) уаон+ хи ьΠ— 2йаЬ0 4И О М

Оф

При этом проведение реакции (1) с эквимолекулярным соотношением . ре-. агентов, т.е. без избытка кремнекисло. ты способствует образованию неагломерированного> черезвычайного дисперсного: и, следовательно, активного осадка 55 силиката магния.

Кроме того, образующийся в результате реакции (2) тяжелый осадок сульфата бария является утяжелителем суспензии и:способствует быстрому сгу- в щению и концентрированию амфорного осадка силиката магния. Одновременно, обладая кристаллической структурой, сульфат бария препятствует коагулированию и агломерированию силиката магния (т.е. сохраняет его активность при сгущении) уплотнению и слипанию осадка на фильтроткани, что способствует увеличению скоростей фильтрации растворов при их очистке стабилизатором.

Критерием оценки эффективности добавки является, во-первых, ее стабилизирующее действие на раствор, содержащий активный кислород в виде 55 растворенных перекиси водорода или пербората натрия,во-вторых, устойчивос вЂ,ь, т.е. способность сохранить

40 4 активный кислород, конечного продукта процесса - твердого пербората натрия.

Стабильность раствора - электролита как в лабораторных, так и в промышленных условиях оценивают по скорости разложения, т.е. потери активного кислорода в r/ë в единицу времени.

Предварительно в испытуемый раствор вносят суспензию стабилизатора (из расчета. I г/л твердого вещества), выдерживают в течение 20 мин, после чего осадок отфильтровывают.

В очищенный таким образом раствор добавляют перекись водорода до концентрации около 1 г/л активного кислорода и через определенные про- . межутки времени .аналитическим путем находят содержание активного кисло- рода, остающегося в растворе, Стабильность испытуемого раствора считается удовлетворительной, если потеря активного кислорода не превышает 0,02-0,03 г/л ч.

В случае использования для очистки и стабилизации растворов

:силиката магния, полученного по известному способу, требуемая устой° ° ивость (т.е. потеря О акт. не боее 0,02-0,03 г/л.ч) достигается внесением 20 г/л исходной суспензии стабилизатора. По предлагаемому способу этот же эффект обеспечивается добавкой всего б-8 л/мЗстабилизи- . рующей добавки.

Высокие стабилизирующие свойства разработанной добавки объясняются тем, что при синтезе силиката магния исходные компоненты берутся в стехиометрическом соотношении, что обеспечивает получение весьма активного, с черезвычайно развитой поверхностью осадка.

Стабильность товарного пербората натрия определяется по остаточному содержанию активного кислорода (исходное принимают за 1004) в растворенной навеске пербората натрия после выдержки ее при 50 С в течение

1 ч. При этом продукт считается соответствующим, требовании, если содержание активного кислорода после испытаний составляет не менее 98,51 от исходного. Указанная стабильность продукта по предлагаемому способу достигается при расходе добавки

2 кг/т (в пересчете на MgSiÎ ), в то время как при применении стабили5 99834 затора по известному для этого требуется 3,5.-4 кг/т.

Первая стадия процесса, заключающаяся в реакции аф

IAg 504.+8< ÚÎ ВфМО Ъ ФМО БО4, 0 Ь бокого сгущения методом отстаивания можно достичь за значительное вреMR - около 20- 30 ч1 либо путем центрифугирования или фильтрации, однако, в последних случаях, использование стабилизатора связано с необходимо стью репульпации осадка, Но, как показали исследования - гравитационное разделение суспензии И9510 с последующей репульпацией существенно снижают стабилизирующие .свойства добавки вследствие нарушения структуры силиката магния.

Получение суспензии стабилизатора с содержанием твердой фазы менее

80 г/л нецелесообразно, так как жидкая фаза является сравнительно малоконцентрированной по метаборату нат-. рия и требуется ее закрепление.

Использование. малосгущенной суспензии привело бы к-разбавлению системы, что исключается уже при достижении содержания твердой фазы в до" бавке 80 г/л. Отдекатированный раствор после закрепления на основной стадии приготовления метабората натрия. используется в технологическом процес-. се получения пербората натрия.

П р и м.е р 1. В реакторе с ме- . шалкой в 5 м конденсата растворя ют 770 кг семиводного сульфата магния (содержание NgS0 7H<0-99ь) и приливают к нему 3,3 мм раствора метасиликата натрия, полученного путем смешения 580 кг жидкого натриевого стекла (Si0<=323), 0,27 м раствора едкого натра (НаОН =423) и 2,6 м конденсата.

К полученной суспензии силиката магния добавляют раствор гидроокиси бария, приготовленный растворени-, ем 1060 кг восьмиводного кристалло» гидрата гидроокиси бария (Ва(ОН)р8Ц 0

=933 в 5,2 м конденсата при 70 и добавляют затем 390 кг сухой борной кислоты. Через 10-.20 мин после добавления последней мешалку реактора останавливают и суспензия отстаива" ется в течение 2 ч. является общей как для известного, так и для предлагаемого способов.

Причем по предлагаемому способу раствор сульфата натрия является отходом и в настоящее время после разбавления сбрасывается в шламовые пруды.

Нами с целью ликвидации сточных вод и утилизации иона натрия предложено осаждать сульфат-ион в виде малорастворимого (ПР =1,1 10 ) кристаллического сульфата бария, который в свою очередь . является хорошим оса 26 дителем суспензии силиката магния.

Наиболее рационально добавлять

Ва (ОН) в эквимолекулярном соотношении к сульфату натрия для полного связывания последнего. Избыток гидроокиси бария, хотя и не оказывает .,вредного влияния вследствие невысокой растворимости, нежелателен, так как ведет к неоправданному перерасЬ ходу сырья:

Суспензия, полученная в результате обменных реакций после внесения гидроокиси бария, имеет сильнощелочную среду и поэтому не может быть непосредственно использована в производстве пербората натрия, так как пос- 3S ледний, как и перекись водорода неустойчив и разлагается в присутствии свободной NaОН. Поэтому логическим завершением процесса является переработка полученной NaOH в метаборат натрия путем взаимодействия с борной кислотой.

Таким образом, Ва (ОН) и H ВО играют определенную роль в стабилизирующем эффекте предлагаемой добавки 45 (первый - сохраняет структуру и активность силиката магния, вторая — будучи переведенной в метаборат натрия снижает растворимость и гидролиз пербората натрия, по сравнению с извест-3ф ной водной суспензией силиката магния) и в основном позволяет сократитьвремя процесса и обеспечить его безотходность.

Заявляемый интервал содержания твердой фазы 80-120 г/л обусловлен следующими причинами: верхний предел

;(120 г/л) связан с тем, что более глуСливают декантацией 1,8 м осветленного раствора метабората натрия (50 кг йаВО ) и направляют на ста- дию синтеза пербората натрия. Включают мешалку реактора и полученную сгущенную суспензию стабилизирующей добавки, содержащую 80 г/л твердой фазы, направляют на стадии очистки технологических растворов от приФормула изобретения

Способ получения стабилизирующей добавки для пербората натрия на основе силиката магния, включающий взаимодействие сульфата магния с силикатом натрия с получением суспензии силиката магния и последующую декан-тацию целевого продукта, о т л и ч аю шийся тем, что с целью повышения стабилизирующих свойств добавки и сокращения продолжительности процесса, к суспенэии силиката магния последовательно добавляют гидрат окиси бария и борную кислоту, а декантацию проводят до содержания в суспензии твердой фазы 80-120 г/л.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Известия АН СССР", 1970, М 10, Сер. хим., с. 2178-2181.

2. Авторское свидетельство СССР

N 391993, кл. C 01 В 38/22, 1971.

Составитель Т.Беренштейн

Техред И.Гергель Корректор С.Шекмар

Редактор Г.Волкова

Заказ 1055/36 Тираж 469

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

99834 месей и стабилизацию пербората натрия.

Пример 2. Суспензию стабилизирующей добавки готовят по,методике, описанной в примере 1„ Отстаи- 5 вание осуществляют в течение 3 ч. после чего декантацией сливают 4,4 м

9 осветленного раствора метабората натрия (121 кг NaBO<) . Полученная суспензия стабилизирующей добавки содержит 100 г/л твердой фазы, Пример 3. Полученную по методике примера 1 суспензию отстаивают в течение 5 ч после чего слива) ют 6,2 м осветленного раствора мета- 1> бората натрия (169 кг МаВ02). Сгущенная суспензия стабилизирующей добавки содержит 120 г/л твердой фазы.

Таким образом, предлагаемый способ получения стабилизирующей добавки на основе силиката магния обладает следующими преимуществами по сравнению с известными время приготовления стабилизатора сокращается с 2 сут до 6-8 ч;

25 исключается использование для промывки осадка дистиллированной воды;. полностью отсутствуют сточные воды, а Декантируемый раствор используется для получения целевого продукта .30

) скорость фильтрации технологических растворов на полотне "Белтинг" при давлении 3 атм.и содержании стабилизатора 1 г/л возрастает с 0,2 до

10.,5 м/ч, -9

35 в 2-4 раза возрастает степень использования силиката магния вследствие его большей активности; допускается получение более кон0 8 центрированной суспензии без агломерации осадка и снижения его стабилизиру- ющих свойств; предложенный способ получения стабилизирующей добавки, обеспечивающий утилизацию ионов натрия, позволяет дополнительно/без затрат натриевой щелочи (экономия последней состввляет 570 кг 424-ный товарной NaOH на т твердого компонента стабилизатора) получить 394 кг метабората натрия, иэ которого в процессе синтеза пербората натрия образуется 924 кг товарного продукта.