一種新型過(guò)碳酸鈉的制備方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種過(guò)碳酸鈉的制備方法，具體為一種低磷、速溶、高穩(wěn)定性的新型過(guò) 碳酸鈉的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 由于過(guò)碳酸鈉不穩(wěn)定，高溫、高濕條件下極易分解，釋放出活性氧，喪失有效成分， 所以在過(guò)碳酸鈉制備中，為了更好的保護(hù)產(chǎn)品在運(yùn)輸、存儲(chǔ)中的穩(wěn)定性，往往會(huì)在制備過(guò)程 中加入一定量的穩(wěn)定劑，以最大限度的減少產(chǎn)品活性氧的損失，含磷穩(wěn)定劑就是一種很好 的選擇，且含磷穩(wěn)定劑作為反應(yīng)物雙氧水的保護(hù)劑，用于螯合原料中的金屬離子往往也是 不可或缺的。目前使用最多的是磷酸鹽及其混配物、有機(jī)磷助劑。不過(guò)隨著全球水系的富 營(yíng)養(yǎng)化、藻類(lèi)生物的大量繁殖與生長(zhǎng)，控制磷含量的排放已經(jīng)作為洗滌領(lǐng)域一項(xiàng)重要的研 究課題。但是，在現(xiàn)有過(guò)碳酸鈉生產(chǎn)中，隨著含磷穩(wěn)定劑的減少，降低了對(duì)雙氧水有催化分 解作用的金屬離子的螯合能力，直接影響到產(chǎn)品的品質(zhì)與收率。例如，結(jié)晶效果的影響，產(chǎn) 品熱穩(wěn)定性（90°C X24H)的大幅下降，雙氧水利用率的下降等等。同時(shí)，過(guò)碳酸鈉無(wú)論是作 為洗滌領(lǐng)域的洗滌助劑還是印染業(yè)中的低溫漂白劑又或是化學(xué)合成中的強(qiáng)氧化劑，溶解速 率往往是其使用效果的重要影響因素。
[0004] 綜述現(xiàn)有的過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品，存在以下缺點(diǎn)：⑴穩(wěn)定性好的，磷含量（以P2〇 5計(jì)）高， 一般在4000ppm以上，且產(chǎn)品溶解速率慢，一般在50-80S之間，甚至更高；⑵無(wú)磷的則穩(wěn)定 性差，雙氧水利用率低、溶解速率慢等等問(wèn)題?？傊F(xiàn)有產(chǎn)品很少見(jiàn)到既無(wú)磷、又速溶、高 穩(wěn)定性的過(guò)碳酸鈉。
[0005] 目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)過(guò)碳酸鈉的工藝主要有濕法和干法兩種，我國(guó)絕大部分生產(chǎn)過(guò) 碳酸鈉的廠家采用濕法生產(chǎn)。
[0006] 在現(xiàn)有濕法生產(chǎn)中，首先必須有一個(gè)獨(dú)立完善的母液體系，同時(shí)需要繁復(fù)的母液 后處理工序；在制作中為了凈化原料、增強(qiáng)對(duì)金屬離子的螯合能力、提高產(chǎn)品的結(jié)晶效果， 需要使用較多的含磷穩(wěn)定劑，所以產(chǎn)品的磷含量相對(duì)較高；雖然在熱穩(wěn)定性方面達(dá)到了較 高的水平，但在濕穩(wěn)定性、溶解速率方面難以達(dá)到理想的效果；同時(shí)對(duì)產(chǎn)品活性氧的調(diào)控空 間很小，而且在母液后處理的過(guò)程中，很難同步回收利用母液中大量存在的雙氧水，所以雙 氧水的利用率難以達(dá)到較高的狀態(tài)。
[0007] 而在現(xiàn)有干法制備方法中，專(zhuān)利CN1240407A提出從固體一水合碳酸鈉出發(fā)，使 用雙料噴嘴噴灑50-70%的雙氧水，獲得漿體或糊狀物，然后進(jìn)行壓制、干燥和造粒的制備 方法，此方法雖然控制住了反應(yīng)初期的熱量，但能耗明顯上升，且后期的工序也比較繁復(fù)。 專(zhuān)利CN1765733A和專(zhuān)利KR98292003217均提出，在反應(yīng)器中向無(wú)水固體碳酸鈉上噴淋高 濃度的雙氧水，通過(guò)調(diào)節(jié)雙氧水的流量來(lái)獲得期望的過(guò)碳酸鈉。此方法在反應(yīng)初期，高濃 度的雙氧水與只提供較少表面積的無(wú)水固體碳酸鈉反應(yīng)時(shí)，因很難在瞬間完全滲透到晶 核內(nèi)部與之充分反應(yīng)，晶核表面放熱、分解過(guò)于劇烈，所以雙氧水的利用率并不高。專(zhuān)利 CN1015166771B提出在流化床中，使用多料噴嘴向過(guò)碳酸鈉顆粒噴灑雙氧水水溶液和碳酸 鈉水溶液，邊噴灑邊干燥，通過(guò)堆積造粒獲取過(guò)碳酸鈉，此方法由于始終處于相對(duì)較高的溫 度環(huán)境，雙氧水的消耗較高，同時(shí)因蒸發(fā)大量的碳酸鈉水溶液，能耗也會(huì)相應(yīng)升高。
[0008] 綜述上述干法制備方法，無(wú)論是從固體一水合碳酸鈉出發(fā)，還是從無(wú)水固體碳酸 鈉或者是從小顆粒過(guò)碳酸鈉出發(fā)，在反應(yīng)中為了扼制雙氧水的分解，均使用了大量的含磷 穩(wěn)定劑，所以產(chǎn)品的磷含量較高；同時(shí)受顆粒致密度的影響，產(chǎn)品的溶解速率也較慢；雙氧 水的利用率低；雖然此產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性和濕穩(wěn)定性具有一定的水準(zhǔn)，但此工藝方法對(duì)設(shè)備 和原料的要求極高，投資大，操作比較復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種新型過(guò)碳酸鈉的制備方法，所制得的產(chǎn) 品質(zhì)量磷含量低，溶解速率快，熱穩(wěn)定性和濕穩(wěn)定性高，雙氧水利用率高且環(huán)境友好，設(shè)備 簡(jiǎn)單占地空間小。
[0010] 為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所述的耐儲(chǔ)存速溶過(guò)碳酸鈉的制備方法，包括以下 步驟： (1)、將平均粒徑為d的母晶輸入帶冷卻及混合裝置的反應(yīng)器中，同時(shí)向反應(yīng)器中添加 固體穩(wěn)定劑； (2 )、開(kāi)啟反應(yīng)器的冷卻及混合裝置，將定量的低濃度雙氧水溶液噴灑至反應(yīng)器內(nèi)的母 晶表面，其噴灑方式可以采用帶霧化效果的物料噴頭，也可以進(jìn)行直接噴淋； (3) 、噴灑完畢，添加定量的粒徑為5-100 ii m的純堿或含純堿的混合物，同時(shí)噴灑定量 的高濃度雙氧水溶液，反應(yīng)溫度控制在15-50°C之間，控制加料速度，當(dāng)結(jié)晶物粒徑增長(zhǎng)至 D時(shí)，加料完成，繼續(xù)反應(yīng)3-5min，其中，純堿或含純堿的混合物可采用風(fēng)送或者輸送帶輸 送，高濃度雙氧水溶液與低濃度雙氧水溶液一樣可采用帶霧化效果的物料噴頭，也可以進(jìn) 行直接噴淋，最大限度保證反應(yīng)充分進(jìn)行； (4) 、干燥過(guò)篩，取得粒徑為D的產(chǎn)品，即為過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品， 步驟（1)所述母晶為純堿或元明粉中的一種或兩種， 步驟（2)所述低濃度雙氧水溶液濃度為1-27. 5% (質(zhì)量)，步驟（3)所述高濃度雙氧水 溶液濃度為50-70% (質(zhì)量)，低濃度雙氧水溶液和高濃度雙氧水溶液中均含有穩(wěn)定劑， 所述d < 0. 9mm，所述晶體粒徑D為0. 5-1. 2mm，且滿足D > d。
[0011] 本發(fā)明主要發(fā)生以下反應(yīng)：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種新型過(guò)碳酸鈉的制備方法，其特征在于包括以下步驟： (1)、將平均粒徑為d的母晶加入帶冷卻及混合裝置的反應(yīng)器中，同時(shí)向反應(yīng)器中添加 固體穩(wěn)定劑； (2 )、開(kāi)啟反應(yīng)器的冷卻及混合裝置，將定量的低濃度雙氧水溶液噴灑至反應(yīng)器內(nèi)的母 晶表面； (3) 、噴灑完畢，添加定量的粒徑為5-100 μ m的純堿或含純堿的混合物，同時(shí)噴灑定量 的高濃度雙氧水溶液，反應(yīng)溫度控制在15_50°C之間，控制加料速度，當(dāng)結(jié)晶物粒徑增長(zhǎng)至 D時(shí)，加料完成，繼續(xù)反應(yīng)3-5min ; (4) 、干燥過(guò)篩，取得粒徑為D的產(chǎn)品，即為過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品， 步驟（1)所述母晶為純堿或元明粉中的一種或兩種， 步驟（2)所述低濃度雙氧水溶液濃度為1-27. 5% (質(zhì)量)，步驟（3)所述高濃度雙氧水 溶液濃度為50-70% (質(zhì)量)，低濃度雙氧水溶液和高濃度雙氧水溶液中均含有穩(wěn)定劑， 所述d < 0. 9mm，所述晶體粒徑D為0. 5-1. 2mm，且滿足D > d。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型過(guò)碳酸鈉的制備方法，其特征在于步驟（1)所述母晶 的平均粒徑d為0. 4-0. 7mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型過(guò)碳酸鈉的制備方法，其特征在于步驟（1)所述 母晶的用量為過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品總量的10-40% (質(zhì)量)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型過(guò)碳酸鈉的制備方法，其特征在于所述固體穩(wěn)定劑為 無(wú)磷穩(wěn)定劑與含磷穩(wěn)定劑的混合物，其中無(wú)磷穩(wěn)定劑為硅酸鈉、硅酸鉀、氧化鎂、氯化鎂、硫 酸鎂的一種或幾種，且其用量為過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品總量的〇. 1%_5% (質(zhì)量);所述含磷穩(wěn)定劑為磷 酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉的一種或幾種，且其用量以五氧 化二磷計(jì),為過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品總量的0. 001%-0. 06% (質(zhì)量)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型過(guò)碳酸鈉的制備方法，其特征在于低濃度雙氧水溶液和 高濃度雙氧水溶液中所含穩(wěn)定劑為聚丙烯酸鈉、馬來(lái)酸-丙烯酸共聚物、羥基乙叉二膦酸、 氨基三亞甲基膦酸、三乙醇胺的一種或幾種，且用量為雙氧水溶液的0. 01%-0. 2% (質(zhì)量)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型過(guò)碳酸鈉的制備方法，其特征在于所述低濃度雙氧水溶 液的用量為步驟（1)所述母晶用量的20-60% (質(zhì)量)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型過(guò)碳酸鈉的制備方法，其特征在于步驟（3)所述純堿或 含純堿的混合物用量為過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品總量的30-70% (質(zhì)量)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的新型過(guò)碳酸鈉的制備方法，其特征在于高濃度雙氧水溶 液質(zhì)量用量為純堿或含純堿的混合物質(zhì)量用量的〇. 8-1. 5倍。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型過(guò)碳酸鈉的制備方法，其特征在于所述含純堿的混合物 為純堿與元明粉、過(guò)碳酸鈉中的一種或兩種的混合物。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種新型過(guò)碳酸鈉的制備方法，（1）、平均粒徑d的母晶輸入帶冷卻及混合設(shè)備的反應(yīng)器中，并添加固體穩(wěn)定劑；（2）、開(kāi)啟冷卻及混合設(shè)備，定量的含穩(wěn)定劑的低濃度雙氧水溶液噴灑至母晶表面；（3）、噴灑完畢，加定量的粒徑5-100μm的純堿或純堿混合物，同時(shí)噴灑定量的含穩(wěn)定劑的高濃度雙氧水溶液，反應(yīng)溫度15-50℃，結(jié)晶物粒徑增長(zhǎng)至D時(shí)，加料完成，繼續(xù)反應(yīng)3-5min；（4）、干燥過(guò)篩，得粒徑為D的產(chǎn)品，母晶為純堿或元明粉的一種或兩種，低濃度雙氧水溶液濃度1-27.5%（質(zhì)量），高濃度雙氧水溶液濃度50-70%（質(zhì)量），d≤0.9mm，晶體粒徑D為0.5-1.2mm，且D＞d。
【IPC分類(lèi)】C01B15-10
【公開(kāi)號(hào)】CN104591098
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410846389
【發(fā)明人】虞建立, 章金龍, 章小兵, 魏一帆
【申請(qǐng)人】浙江金科過(guò)氧化物股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日