Способ получения стабилизирующей добавки для пербората натрия Советский патент 1983 года по МПК C01B33/22 

- Изобретение относится к области производства стабильнога пербората натрия, применяемого в качестве отбе ливателя и компонента синтетических моющих средств.. Известно получение стабилизирующе добавки для пербората натрия - силиката магния. Способ состоит во взаимодействии растворов хлорида магния и метасиликата натрия. Метод предполагает использование для синтеза реактивных исходных продуктов, связан с наличуем отходов, содержащих хлорид натрия l. Однако получающийся в результате реакции силикат магния обладает низкими скоростями отстаивания, вследствие чего для отмь1вки осадка от ионов хлора путем декантации требуется около 10 сут. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения стабилизирующей добавкисиликата магния, заключа)ощийся в о6 работке раствора сульфата магния силикатом натрия с соотношением Na,0 1,2-1,5. Избыток SiOa от стехиометрического отношения взят для коагуляции и утяжеления суспензии силиката магния с целыа облегчения последующей декантации. Полученную суспензию силиката магния отстаивают, декантируют образовавшийся в результате обменной реакции раствор сульфата натрия. Для полного удаления сульфата суспензию силиката репульпируют водой и вновь декантируют. Операцию повторяют i-e . 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 399 го расхода дистиллированной воды для отмывки of сульфата натрия, мели чие большого количества сточных вод, содержащих сульфат натрия и необходимость . их переработки. Целью изобретения является повыше.ние стабилизирующих свойств добавки и сокращение продолжительности процес са.. Пос1авленная цель достигается тем, что согласно способу получения стабилизиру1ощей добавки для пербората натрия на основе силиката магния, включающему взаимодействие сульфата магния с силикатом натрия с по- is лучением суспензии силиката магния, 1последоватёльное 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 .SiO N SiO i-Na.iSO О) Na2.SQ4 -bQ OHV BaS04 4-2NQOH (Ч) IVtaOW+dW jbOj lNQbOa Hg O С) При этом проведение реакции (1) с эквимолекулярным соотношением реагентов, т.е. без избытка кремнекисло ты способствует образованию неагломерированногО| чрезвычайного дисперсного и, следовательно, активного осадка силиката магния. Кроме того, образующийся в результате реакции (2) тяжелый осадок сульфата бария является утяжелителем суспензии иСпособствует быстрому cry щению и концентрированию амфорного осадка силиката магния. Одновременно, обладая кристаллической структу рой, сульфат бария препятствует коа гулированию 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 ста билизирующее действие на раствор, с держащий активный кислород в виде растворенных перекиси водорода или пербората натрия,во-вторых, устойчи вость, т.е. способность сохранить 0 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 г/л в единицу времени. Предварительно в испытуемый раствор вносят суспензию стабилизатора (из расчета 1 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 кислорода, остающегося в растворе. Стабильност} 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 устойчивость (т.е. потеря 0л акт. не бо|iee 0,02-0,03 г/л.ч) достигается (внесением 20 . г/л исходной суспензии стабилизатора. По предлагаемому способу этот же эффект обеспечивается добавкой всего 6-8 л/мстабилизи- 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 чрезвычайно развитой поверхностью осадка. Стабильность товарного пербората |натрия определяется по остаточному содержанию активного кислорода (исходное принимают за 100) в растворенной навеске пербората натрия после выдержки ее при в течение 1ч. При этом продукт считается соответствующим требовании, если содержание активного кислорода после испытаний составляет не менее 98,5 от исходного. Указанная стабильность продукта по предлагаемому способу достигается при расходе добавки 2кг/т (в пересчете на MgSiO), в то время как при применении стабили59затора по известному для этого требу ется З.З- кг/т. Первая стадия процесса, заключающаяся в реакции - ,, tNOaSO, 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 1,140 кристаллического сульфата бария, который в свою очередь является хорошим оса дителем суспензии силиката магния. Наиболее рационально добавлять Ва(ОН)2 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 перерасходу сырья; Суспензия, полученная в результате обменных реакций после внесения гидроокиси бария, имеет сильнощелочную среду и поэтому не может быть непосредственно использована а производ стве пербората натрия, так как последнии, как и перекись водорода неустойчив и разлагается в присутствии свободной NaOH, Поэтому логическим завершением процесса является переработка полученной NaOH в метаборат натрия путем взаимодействия с борной кислотой. таким Образом, Ва(ОН),и Н,80, игра ЮТ определенную роль в стабилизирующем эффекте предлагаемой добавки (первый - сохраняет структуру и актив ность силиката магния, вторая - будучи переведенной в метаборат натрия снижает растворимость и гидролиз пербората натрия, по сравнению с известной водной суспензией силиката магния и в основном позволяет сократить время 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 глу . 04 бокого сгущения методом отстаивания можно достичь за значительное время - около 20-30 ч либо путем центрифугирования или фильтрации, однако, в последних случаях, использование стабилизатора связано с необходимо стью репульпации осадка. Но, как показали исследования - гравитационное разделение суспензии MgSIOj 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 и требуется ее закрепление. Использование малосгущенной суспензии привело бы к-разбавлению системы, что исключается уже при достижении содержания твердой фазы в добавке 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 мешалкой в 5 м конденсата растворя W 770 кг семиводного сульфата магния (содержание Мд50д7Н,0-99%) и приливают к нему 3,3 м раствора метасиликата натрия, полученного У смешения Ь80 кг жидкого ,.„„ натриевого стекла (), 0,27 м раствора едкого натра (NaOH k2) и 2,6 м конденсата. К полученной суспензии силиката «агния добавляют раствор гидроокиси бария, приготовленный растворением 1060 кг восьмиводного кристалло :1;5Г1 ТГи Гн„еГа тапр, - ГиГ - -i. добавляют затем 390 кг сухой боркби кислоты. Чере:5 10-20 мин после добавления последней мешалку реактора останавливают и суспензия отстаивается в течение 2ч. , Сливают декантацией 1,8 м осветленного раствора метабората натрия (50 кг NaBO,j) и направляют на стадию 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 при79месей и стабилизациюпербората натрия. П р и м е р 2. Суспензию стабили зи1р ую1цей добавки готовят по методике, описанной в примере 1 Отстаивание осуществляют в течение 3 ч. после чего декантацией сливают .J м осветленного раствора метабората натрия (121 кг NaBOj). Полученная суспензия стабилизирующей добавки содержит 100 г/л твердой фазы, П р и м е р 3. Полученную по методике примера 1 суспензию отстаивают в течение 5 ч после чего сливают 6,2 м осветленного раствора мета бората натрия (1б9 кг NaB02). Сгущен ная суспензия стабилизирующей добавки содержит 120 г/л твердой фазы. Таким образом, предлагаемый способ получения стабилизирующей добав- 20 ки на основе силиката магния обладает следующими преимуществами по сравнению с известными : время приготовления стабилизатора сокращается с 2 сут до 6-8 ч; 2 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 стаб лизатора 1 г/л возрастает с 0,2 до |0.,, в 2-k раза возрастает степень использования силиката магния вследствие его большей активности; допускается получение более кон0 8 центрированной суспензии без агломерации осадка и снижения его стабилизирующих свойств; предложенный способ получения стабилизирующей добавки, обеспечивающий утилизацию ионов натрия, позволяет дополнительно/без затрат натриевой щелочи (экономия последней составляет 570 кг товарной NaOH на 1 т твердого компонента стабилизатора) получить 39 хг метабората натрия, из которого в процессе синтеза пербората натрия образуется 92 кг товарного продукта. Формула изобретения Способ получения стабилизирующей добавки для пербората натрия на основе силиката магния, включающий взаи модействие сульфата магния с силикатом натрия с получением суспензии силиката магния и последующую декантацию целевого продукта, отличающийся тем, что с целью повышения стабилизирующих свойств добавки и сокращения продолжительности процесса, к суспензии силиката магния последовательно добавляют гидрат оки си бария и борную кислоту, а декантацию проводят до содержания в суспензии твердой фазы 80-120 г/л. Источники информации, о принятые во внимание при экспертизе 1 . Известия АН СССР, 1970, ff 10, Сер. хим., с. 2178-2181 . 2. Авторское свидетельство СССР № 391998, кл. С 01 В 38/22, 1971.