DE2250342A1

DE2250342A1 - Verfahren zur agglomerierung von natriumcarbonat-peroxyd

Info

Publication number: DE2250342A1
Application number: DE2250342A
Authority: DE
Inventors: Theodore Fegley Munday
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1971-11-09
Filing date: 1972-10-13
Publication date: 1973-05-17
Also published as: CA967728A; ES408054A1; BE791037A; IT969782B; AU4739772A; JPS4855197A; US3773678A; JPS5510523B2; AU465508B2; FR2159301B1; CH592575A5; SE377104B; GB1361708A; FR2159301A1; NL7215062A; AT319899B

Description

Dr. F. Zumsteln sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenlgsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.

PATENTANWÄLTE

TELEFON- SAMMEL-NR. 225341

TELEGRAMME: ZUMPAT

POSTSCHECKKONTO: MÜNCHEN 91139

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BANKHAUS H. AUFHÄUSER

8 MÜNCHEN 2,

14/Lb Case 1527

FMC Corporation, New York, N.Y./USA

Verfahren zur Agglomerierung von Natriumcarbonat-Peroxyd

Natriumcarbanat-Peroxyd 1st eine .kristalline Verbindung mit der Formel Na₂C0y2/2 H₂O₂, die befähigt ist, in wäßriger Lösung Wasserstoffperoxyd frei zu setzen. Aus diesem Grunde ist Natriumcarbonat-Peroxyd als Bleichmittel bei der Herstellung von trockenen Detergensformulierungen verwendbar. Bei der Herstellung einer geeigneten Detergensformulierung werden die Bestandteile der Formulierung zusammen mit dem Natriumcarbonat-Peroxyd in trockenem Zustand gemisoht; und die Mischung anschließend paketiert. Im allgemeinen ist die Verwendung von Wasser oder beträchtlichen Mengen an Feuchtigkeit im Hinblick auf die Stabilität des Natriumcarbonat-Peroxyds schädlich und wird aus diesem Grunde vermieden.

Eines der Probleme, das bei der Formulierung derartiger Detergenszusammensetzungen entstand, besteht darin, daß das Natriumcarbonat-Peroxyd gewöhnlich in Form sehr kleiner Partikeln, deren Größe beträchtlich geringer als die anderer normalerweise in Detergerisformulierungen verwendeter Partikel ist, kristallisiert ist. Außerdem ist die Schüttdichte des Natriumcarbonat-

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Peroxyds beträchtlich größer als die der übrigen Bestandteile der Detergensfoririulierung. Dies führt zu einer unerwünschten Absonderung der Komponenten der Detergensformulierung nach der Verpackung. Versuche, Natriumcarbonat-Peroxyd-Partikel mit größerer Größe und mit der gewünschten Schüttdichte zu kristallisieren, waren bis jetzt nicht erfolgreich. Im allgemeinen haben diese kristallisierten Produkte nicht die von Dotergenßherstellern geforderte Partikelstärke, um einer Zerkleinerung in der für die Handhabung und Mischung der verschiedenen Bestandteile der Detergensinischung verwendeten Vorrichtung zu widerstehen.

Als Ergebnis hiervon erschien es wünschenswert, ein Natriumcarbonat-Peroxyd-Agglomerat herzustellen, das eine ausreichende besitzt, um einer Zerkleinerung durch übliche DefÖrderungs- und Mischvorrichtungen, die bei der Formulierung von Detergentien verwendet werden, standzuhalten. Es ist auch erwünscht, ein Natriumcarbonat-Peroxyd-Agglomerat herzustellen, dessen Partikelgröße und Schüttdichte in ausreichendem Maß mit den anderen Bestandteilen der Detergensformulierung vereinbar sind, derart, daß keine Entmischung der endgültigen Mischung stattfindet.

Erfindungsgemäß werden starke, stabile Agglomerate von Natriumcarbonat-Peroxyd hergestellt, indem man die Partikel des Natriumcarbonat-Peroxyds einer rotierenden Bewegung unterwirft, die Partikel mit einer wäßrigen Natriumsilikatlösung in Kontakt bringt, die rotierende Bewegung der benetzten Partikel fortsetzt, bis sie agglomeriert sind, die nassen agglomerierten Partikel bei Temperaturen von ungefähr 20 bis ungefähr 80 ⁰C trocknet und die trockenen Agglomerate, die eine Schüttdichte von 0,h - 0,9 g/ccm, vorzugsweise 0,5 bis 0,7 g/ccm,besitzen und ausreichend Natriumsilikat enthalten, um 1 bis 5 Gew.-% SiOp zu liefern, gewinnt.

Bei Durchführung der vorliegenden Erfindung wird ein frei flie- · ßendes gepuLvertes Natriumcarbonat-Peroxyd als Beschickung verwendet. Das Natriumcarbonat-Peroxyd kann durch irgendeines der bekannten Verfahren einschließlich der Kristallisation aus einer Mutterlauge mit oder ohne Inerte Lösungsmittel oder aus Salzen

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aus einer Lösung durch Verwendung von zugefügten Salzen mit höherer Löslichkeit in der Mutterlauge als Natriumcarbonat-Peroxyd erhalten werden. Das Natriumcarbonät-Peroxyd sollte feinverteilt sein und eine Partikel größe mit einer Maschenweite von mehr als ungefähr 0,297 mm (of less than about 50 mesh) und vorzugsweise olievhri'üj 0,150 nun ("bei ow K)O mesh) besitzen.

Das frei fließende Natriumcarbonat-Peroxyd wird kontinuierlich zu einer rotierenden Trommel oder einer rotierenden Scheibe hinzugefügt, die mit geeigneten Leitblechen (baffles) ausgerüstet sein können, um eih§^{Sdrnrn uns} von Material, das an der Trommel- oder Scheibenoberfläche anhaftet, zu verhindern. Der Ausdruck "rotierende Bewegung" (rotary agitation) soll die schleudernde, rollende und rotierende Bewegung, die im allgemeinen Partikeln durch die Rotationsscheibe oder -trommel verliehen wird, umfassen* Die bevorzugte Vorrichtung ist eine Rotationsscheibe, eine Dravo-Lurgi-Scheibe, wie.sie von der Dravo Company hergestellt wird. Während das Natriumcarbonat-Peroxyd in rotierender Bewegung ist, wird es mit einer wäßrigen Lösung von Natriumsilikat, vorzugsweise durch Sprühen einer Natriumsilikatlösung auf die sich bewegenden Partikel in Kontakt gebracht. Ungelöstes Natriumsilikat ist in Silikatlösungen, die versprüht werden, nicht erwünscht. Die Lösung kann ausreichend Natriumsilikat enthalten, um 4 bis 25 Gevi. ~% ■

zu liefern. Lösungen, die ausreichen, um 5 bis 20 Gew.-^ p zu liefern, sind bevorzugt. Das verwendete Natriumsilikat kann Gewichtsverhältnisse von Si0_p zu Na₉O von. 1,0 bis J5«2 besitzen, jedoch sind die bevorzugten Verhältnisse solche, die herabgesetzte Mengen an SiOpyrbeispielswei.se ein Natriumsilikat mit einem SiOp/NapO-Gew.-Verhältnis von ungefähr 1,6. Die Natriumsilikate mit geringeren Mengen an SiOp sind bevorzugt, weil sie die Stabilität des Natriumcarbonat-Peroxyds in dem Endprodukt zu vergrößern scheinen. Die Natriumsilikat-Lösung, die mit den Partikeln in Kontakt kommt, kann von Raumtemperatur sein, jedoch ist gelindes Erhitzen auf etwas oberhalb der Raumtemperatur, z.B. 30 bis ^5 ^C'C bevorzugt, da hierdurch die Viskosität der Lösung herabgesetzt wird, wenn sie durch Sprühen aufgebracht wird. Das

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Natriumcarbonat-Peroxyd, das sich unter rotierender Bewegung befindet, kann auch gelinde erhitzt werden, obgleich die Verfahrensweise bei Raumtemperatur zufriedenstellend 1st.

DeJm Kontaktieren der rotierend bewegten Natriumcarbonat-Peroxyd-Partikel mit der Natriumsilikatlösung beginnen die einzelnen Partikel zu agglomerieren. Die Agglomerate fahren fort, hinsichtlich ihrer Größe zuzunehmen und werden aus der agglomerierenden Vorrichtung entfernt, wenn sie die gewünschte Größe erreicht haben. Im allgemeinen ist es erwünscht, daß das agglomerierte Produkt in einer Größe mit einer Maschenweite von etwa 1,19 mm bis 0,42 mm (l6 bis 4o mesh) vorliegt. Die Menge an Natriumsilikatlösung, die auf das Natriumcarbonat-Peroxyd aufgebracht wird, kann so variiert werden, daß auf dem Endprodukt ausreichend Natriumsilikat verbleibt, um 1 bis 5 Gew.-^ SiOp zu liefern (die Natriumsilikatgehalte in dem Beispiel sind in Form von Gew.-% SiOp analysiert und angegeben).

Die feuchten Agglomerate werden nach Entfernung aus der Agglomerierungszone getrocknet, um das anwesende freie Wasser zu entfernen. Die Trocknungsstufe kann ausgeführt werden, Indem man die Agglomerate bei Raumtemperatur z.B. 20 X stehen läßt oder vorzugsweise durch Erhitzen der Agglomerate auf mäßige Temperaturen bis zu ungefähr 80 ⁰C oder durch Vakuumtrocknung. Die bevorzugte Trocknungsbedingung ist gelindes Erhitzen der Agglomerate auf Temperaturen, die hoch genug sind, um überschüssiges Wasser wegzutrocknen, jedoch niedrig genug sind, um einen Verlust an aktivem Sauerstoff aus dem agglomerierten Natriumcarbonat-Peroxyd zu verhindern. So liegt eine wünschenswerte Trocknungstemperatur bei ungefähr 60 "C. Eine geeignete Vorrichtung zur Trocknung besteht in einem fluiden Bett, in dem die Partikel auf einem aufwärts fließenden Strom von trockener erhitzter Luft oder anderen trocknenden Gasen getragen werden.

Während das obige Verfahren unter Bezugnahme auf die Agglomerierung von Natriumcarbonat-Peroxyd allein beschrieben wurde, liegt in dem erfindungsgemäßen Bereich auch die Agglomerierung

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von Natriumcarbonat-Peroxyd, das geringere Mengen an üblichen in Detergensformulierungen vorhandenen Bestandteilen vie Natriumcarbonat, Natriumtripolyphosphat, Natriumsulfat, Benetzungsmitteln u.dgl. enthält, zu agglomerieren« Geringere Mengen- derartiger Additiva beeinträchtigen die Agglomerierungseigenschaft von Nätriumcarbonat-Peroxyd nicht und können eingeschlossen werden, um diese Bestandteile in herkömmlichen Detergensformulierungen zuzuführen.

Die folgenden Verfahrensbeispiele erläutern die Erfindung. Die dort angegebenen Teile sind, wenn nicht anders angegeben, Gewichtsteile.

BEISPIEL

Natriumearbonat-Feroxyd-Partikel mit einem aktiven Sauerstoff- . gehalt von lh,k feiner Schüttdichte von 1,0 und einer¹ Größe von einer Maschenweite von 0,22.6 bis 0,150 mm (66 - 100 mesh) werden kontinuierlich auf eine 56 cm (I^ inch) Durchmesser-Dravo-Lurgi-Scheibe, die mit ^O Umdrehungen pro Minute rotiert und einen Neigungswinkel von 45° besitzt, gegeben. Die auf der Scheibe schleudernden Partikel werden dann mit einer wäßrigen Natrium?, ί likatlösung, die gemäß der Anlayse 2'5 Gew.-^- SiO₀ ent- hält, in einem GewLehtsverhältnis von Lösung zu Beschickungspartikeln von ungefähr 1 : 10 besprüht. Das zur Herstellung der Lösung verwendete Natriums!IiUnt besaß ein SiOp''Na₀O-Mo l.vi'rhültnifi, wiij es in der Tabelle angegeben ist. Das Aufsprühen der ßlL'ikntlor.untf wurde fortgesetzt, bis die resultierenden Partikel die Jn der TabeLLe angegebene Menge an Silikat enthielten. AIr; die S.11 .Heatlösung auf die schleudernden Partikel gesprüht wurde, begannen diese zu agglomerieren. Die feuchten agglomerierten Natrliimcnrbonat-Peroxyd-Partlkel vergrößerten sich weiter, bis sie die Größe erreichten, bei der sie von der rotierenden Scheibe abfallen konnten. Feine Partikel"wurden für die Rczyklisierung abgetrennt, Die abgefallenen Partikel wurden in einem fluiden Bett, das bei 60 ⁰C gehalten wurde, während einer durchschnittlichen VerwoiLzeit von 7 Minuten getrocknet. Die trockenen Partikel wurden dann iinalysiertP/^ur Bestimmung ihres Natriums Π Lkat-

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geholtes (als Gew.-$ SiO₀ angegeben),des aktiven Sauerstoffs, der Schüttdichte, des Gehalts an Unlöslichkeiteri bei der Auflösung In Wasser und der Partikelgröße untersucht. Diese sind in der TnbeLle angegeben.

Zusätzlich wurden auch die Zerbrechlichkeit und die 5-Tage-Stabilitätswerte bestimmt und in der Tabelle angegeben. Der Zerbrechllehkeitstest ist ein Maß für die Stärke der trockenen Partikel und wird folgendermaßen durchgeführt:

Eine Probe der Partikel wird gesiebt,und die Fraktion mit einer Maschenweite von -2,00 + 0,150 mm (-10 + 100 mesh) wird auf ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,150 mm (100 mesh) in einer nO-TAP-Vorrichtung gebracht. Drei Kautschukbälle mit einem Durchmesser von 3.5 cm von jeweils 28 g werden in das Sieb mit der Maschcnweite von 0,150 mm (lOO mesh) gebracht, bedeckt und der RO-ΤΛΡ während 15 Minuten aktiviert. Die Fraktion, die durch das Sieb mit einer Maschenweite von -0,150 mm (-100 mesh) hindurch- · geht, viΙνύ im Vergleich zu dem Gewicht der Probe als % Zerbrechlichkeit angegeben. Je geringer der Prozentgehalt Zerbrechlichkeit ist, desto beständiger ist die Probe gegenüber einem Bruch.

Der 5-Tage-Stabl1itätstest wird folgendermaßen durchgeführt:

Eine 1 g-Probe wird in eine trockene, reine 250 ml-Weithals-Erlenmeyer-Flasche gebracht und mit einem Polyäthylen-Überzogenen Kraft-Papier bedeckt, dns um die Händer der Flasche.abgeschlossen Ir;t. Die verschlissene Flasche wird In eine kontrollierte Atmosphäre von '19 ν 1 °i: (1 THj - 2°F) und einer relativen Feuchtigkeit von [)0 - 2 ^ während ^r> Tage gebracht. Der Verlust an nktlvem Sauerstoff nach diesen 5 Tagen wird durch Cerammonlumsulfat-TI tration bis zu einem Ferroin-F.ndpunkt bestimmt. Dan Verhältnis des verbleibenden Gehaltes an aktivem Sauerstoff zu dun ursprünglichen Gehalt an aktivem Sauerstoff der Probe wird aLs % Stabl-1 ltät angegeben.

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TABELLE

	Mol	Silikat	Pro zent AO	Schütt dichte	Pro	5-Tg.-	Zerbrech	— -, + o, (-16 +40)	Partikelgr	öße	-3 I	TO tn
	verhält nis Si0₂/Na₂0	im Pro dukt (Gew.-^ SiO₂)	13,4	0,57	zent Un- lös- lich- keiten	Stabi- lität (Pro zent)	lichkeit (Prozent)	48	9 -0,42 42 +0,150 (-40 + 100)	-0,150 (-100)	■	co
	6468-1-92-1 1,6	2,2	13,7	.0,53	0,34	8l,3	28,0	50	52	0		ro
	..;·^2 -	3,1	12,8	o,6o	0,42	75,9	8,5	95	49	1
	·>-3	3,6	12,5	0,45	0,43	74,2	3,0	79	"4	0
ο co.	...4	4,7			0,52	69,6	-		18 .	1
OD IS)			13,6	0,54				6o
^.	• 90-i 2,ο	2,6	13,4	0,53	0,50	69,1	19,8	63	40	1
O CO	• ' -4	3,2	12,9	0,60	0,48	67,2	7,8	92	38 .	0
CO	-2-	4,3	12,7	0,57	0,62	65,9	-	89	8	0
	-3	4,4	13,5	0,47	0,59	57,4	3,3	83	10	0
	91-2 3,2	3,1	13,5	0,53	0,83	66,7	20,8	82	17	0
	-3	3,5 .	13,2	0,53	1,12	67.4 .	12,2	79	18	0
	-1	3,5 .	13,5	0,59	1,22	66,7	13,0	84	21	0
	-4	3,8			1,33	63,7	7,8		16	0

Das Prinzip der Erfindung wurde derart erklärt und erläutert, daß es leicht von einem Fachmann nachgearbeitet werden kann, wobei eine derartige Erläuterung eine besonders vorteilhafte erfindungsgemäße Ausführungsform umfaßt. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf allein beschränkt.

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Claims

IJ) Verfahren zur Herstellung starker stabiler

Agglomerate von Natriumcarbonat-Peroxyd, dadurch gekennzeichnet, daß man Partikel aus Natriumcarbonat-Peroxyd einer rotierenden Bewegung unterzieht, die rotierenden Partikel mit einer wäßrigen Natriumsilikatlösung in Kontakt bringt und die rotierende Bewegung der resultierenden feuchten Partikel fortsetzt, bis sie agglomeriert sind, die resultierenden benetzten agglomerierten Partikel bei Temperaturen von 20 ⁰C bis 8o ⁰C trocknet und die trockenen agglomerierten Partikel mit einer Schüttdichte von 0,4 bis 0,9 g/ocm, die ausreichend Natriumsilikat enthalten, um ungefähr 1 bis 5 Gew.-^ SiOp zu liefern, gewinnt.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Natriumsilikatlösung auf die rotierenden Natriumcarbonat-Peroxyd-Partikel sprüht.
3·) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Natriumcarbonat-Peroxyd-Beschickung verwendet, die eine Größe mit einer Maschenweite von mehr als 0,297 mm (below 50 mesh) besitzt.
4.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das trockene agglomerierte Produkt eine Größe von einer Maschenweite von 1,19 bis 0,42 mm (Ί6 bis 40 mesh) besitzt.
5·) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Lösung mit einer Konzentration an Natriumsil-ikat verwendet, die ausreicht, um 5 bis 20 % SiOp zu liefern.
6.) · Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

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net, daß man eine Natrium-!likatlösung verwendet, die ein SiOp/Na^-Gewichtsverhältnis von 1 : 3 besitzt.
7.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die feuchten agglomerierten Partikel in einem fluiden Bett bei Temperaturen von ungefähr 20 ⁰C bis ungefähr 8o ⁰C getrocknet v/erden.

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