一种新型过碳酸钠的制备方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及一种过碳酸钠的制备方法，具体为一种低磷、速溶、高稳定性的新型过 碳酸钠的制备方法。
【背景技术】
[0003] 由于过碳酸钠不稳定，高温、高湿条件下极易分解，释放出活性氧，丧失有效成分， 所以在过碳酸钠制备中，为了更好的保护产品在运输、存储中的稳定性，往往会在制备过程 中加入一定量的稳定剂，以最大限度的减少产品活性氧的损失，含磷稳定剂就是一种很好 的选择，且含磷稳定剂作为反应物双氧水的保护剂，用于螯合原料中的金属离子往往也是 不可或缺的。目前使用最多的是磷酸盐及其混配物、有机磷助剂。不过随着全球水系的富 营养化、藻类生物的大量繁殖与生长，控制磷含量的排放已经作为洗涤领域一项重要的研 究课题。但是，在现有过碳酸钠生产中，随着含磷稳定剂的减少，降低了对双氧水有催化分 解作用的金属离子的螯合能力，直接影响到产品的品质与收率。例如，结晶效果的影响，产 品热稳定性（90°C X24H)的大幅下降，双氧水利用率的下降等等。同时，过碳酸钠无论是作 为洗涤领域的洗涤助剂还是印染业中的低温漂白剂又或是化学合成中的强氧化剂，溶解速 率往往是其使用效果的重要影响因素。
[0004] 综述现有的过碳酸钠产品，存在以下缺点：⑴稳定性好的，磷含量（以P2〇 5计）高， 一般在4000ppm以上，且产品溶解速率慢，一般在50-80S之间，甚至更高；⑵无磷的则稳定 性差，双氧水利用率低、溶解速率慢等等问题。总之，现有产品很少见到既无磷、又速溶、高 稳定性的过碳酸钠。
[0005] 目前，国内外生产过碳酸钠的工艺主要有湿法和干法两种，我国绝大部分生产过 碳酸钠的厂家采用湿法生产。
[0006] 在现有湿法生产中，首先必须有一个独立完善的母液体系，同时需要繁复的母液 后处理工序；在制作中为了净化原料、增强对金属离子的螯合能力、提高产品的结晶效果， 需要使用较多的含磷稳定剂，所以产品的磷含量相对较高；虽然在热稳定性方面达到了较 高的水平，但在湿稳定性、溶解速率方面难以达到理想的效果；同时对产品活性氧的调控空 间很小，而且在母液后处理的过程中，很难同步回收利用母液中大量存在的双氧水，所以双 氧水的利用率难以达到较高的状态。
[0007] 而在现有干法制备方法中，专利CN1240407A提出从固体一水合碳酸钠出发，使 用双料喷嘴喷洒50-70%的双氧水，获得浆体或糊状物，然后进行压制、干燥和造粒的制备 方法，此方法虽然控制住了反应初期的热量，但能耗明显上升，且后期的工序也比较繁复。 专利CN1765733A和专利KR98292003217均提出，在反应器中向无水固体碳酸钠上喷淋高 浓度的双氧水，通过调节双氧水的流量来获得期望的过碳酸钠。此方法在反应初期，高浓 度的双氧水与只提供较少表面积的无水固体碳酸钠反应时，因很难在瞬间完全渗透到晶 核内部与之充分反应，晶核表面放热、分解过于剧烈，所以双氧水的利用率并不高。专利 CN1015166771B提出在流化床中，使用多料喷嘴向过碳酸钠颗粒喷洒双氧水水溶液和碳酸 钠水溶液，边喷洒边干燥，通过堆积造粒获取过碳酸钠，此方法由于始终处于相对较高的温 度环境，双氧水的消耗较高，同时因蒸发大量的碳酸钠水溶液，能耗也会相应升高。
[0008] 综述上述干法制备方法，无论是从固体一水合碳酸钠出发，还是从无水固体碳酸 钠或者是从小颗粒过碳酸钠出发，在反应中为了扼制双氧水的分解，均使用了大量的含磷 稳定剂，所以产品的磷含量较高；同时受颗粒致密度的影响，产品的溶解速率也较慢；双氧 水的利用率低；虽然此产品的热稳定性和湿稳定性具有一定的水准，但此工艺方法对设备 和原料的要求极高，投资大，操作比较复杂。
【发明内容】
[0009] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种新型过碳酸钠的制备方法，所制得的产 品质量磷含量低，溶解速率快，热稳定性和湿稳定性高，双氧水利用率高且环境友好，设备 简单占地空间小。
[0010] 为解决以上技术问题，本发明所述的耐储存速溶过碳酸钠的制备方法，包括以下 步骤： (1)、将平均粒径为d的母晶输入带冷却及混合装置的反应器中，同时向反应器中添加 固体稳定剂； (2 )、开启反应器的冷却及混合装置，将定量的低浓度双氧水溶液喷洒至反应器内的母 晶表面，其喷洒方式可以采用带雾化效果的物料喷头，也可以进行直接喷淋； (3) 、喷洒完毕，添加定量的粒径为5-100 ii m的纯碱或含纯碱的混合物，同时喷洒定量 的高浓度双氧水溶液，反应温度控制在15-50°C之间，控制加料速度，当结晶物粒径增长至 D时，加料完成，继续反应3-5min，其中，纯碱或含纯碱的混合物可采用风送或者输送带输 送，高浓度双氧水溶液与低浓度双氧水溶液一样可采用带雾化效果的物料喷头，也可以进 行直接喷淋，最大限度保证反应充分进行； (4) 、干燥过筛，取得粒径为D的产品，即为过碳酸钠产品， 步骤（1)所述母晶为纯碱或元明粉中的一种或两种， 步骤（2)所述低浓度双氧水溶液浓度为1-27. 5% (质量)，步骤（3)所述高浓度双氧水 溶液浓度为50-70% (质量)，低浓度双氧水溶液和高浓度双氧水溶液中均含有稳定剂， 所述d < 0. 9mm，所述晶体粒径D为0. 5-1. 2mm，且满足D > d。
[0011] 本发明主要发生以下反应：
【主权项】
1. 一种新型过碳酸钠的制备方法，其特征在于包括以下步骤： (1)、将平均粒径为d的母晶加入带冷却及混合装置的反应器中，同时向反应器中添加 固体稳定剂； (2 )、开启反应器的冷却及混合装置，将定量的低浓度双氧水溶液喷洒至反应器内的母 晶表面； (3) 、喷洒完毕，添加定量的粒径为5-100 μ m的纯碱或含纯碱的混合物，同时喷洒定量 的高浓度双氧水溶液，反应温度控制在15_50°C之间，控制加料速度，当结晶物粒径增长至 D时，加料完成，继续反应3-5min ; (4) 、干燥过筛，取得粒径为D的产品，即为过碳酸钠产品， 步骤（1)所述母晶为纯碱或元明粉中的一种或两种， 步骤（2)所述低浓度双氧水溶液浓度为1-27. 5% (质量)，步骤（3)所述高浓度双氧水 溶液浓度为50-70% (质量)，低浓度双氧水溶液和高浓度双氧水溶液中均含有稳定剂， 所述d < 0. 9mm，所述晶体粒径D为0. 5-1. 2mm，且满足D > d。
2. 根据权利要求1所述的新型过碳酸钠的制备方法，其特征在于步骤（1)所述母晶 的平均粒径d为0. 4-0. 7mm。
3. 根据权利要求1或2所述的新型过碳酸钠的制备方法，其特征在于步骤（1)所述 母晶的用量为过碳酸钠产品总量的10-40% (质量)。
4. 根据权利要求1所述的新型过碳酸钠的制备方法，其特征在于所述固体稳定剂为 无磷稳定剂与含磷稳定剂的混合物，其中无磷稳定剂为硅酸钠、硅酸钾、氧化镁、氯化镁、硫 酸镁的一种或几种，且其用量为过碳酸钠产品总量的〇. 1%_5% (质量);所述含磷稳定剂为磷 酸氢二钠、磷酸二氢钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠的一种或几种，且其用量以五氧 化二磷计,为过碳酸钠产品总量的0. 001%-0. 06% (质量)。
5. 根据权利要求1所述的新型过碳酸钠的制备方法，其特征在于低浓度双氧水溶液和 高浓度双氧水溶液中所含稳定剂为聚丙烯酸钠、马来酸-丙烯酸共聚物、羟基乙叉二膦酸、 氨基三亚甲基膦酸、三乙醇胺的一种或几种，且用量为双氧水溶液的0. 01%-0. 2% (质量)。
6. 根据权利要求3所述的新型过碳酸钠的制备方法，其特征在于所述低浓度双氧水溶 液的用量为步骤（1)所述母晶用量的20-60% (质量)。
7. 根据权利要求1所述的新型过碳酸钠的制备方法，其特征在于步骤（3)所述纯碱或 含纯碱的混合物用量为过碳酸钠产品总量的30-70% (质量)。
8. 根据权利要求1或7所述的新型过碳酸钠的制备方法，其特征在于高浓度双氧水溶 液质量用量为纯碱或含纯碱的混合物质量用量的〇. 8-1. 5倍。
9. 根据权利要求1所述的新型过碳酸钠的制备方法，其特征在于所述含纯碱的混合物 为纯碱与元明粉、过碳酸钠中的一种或两种的混合物。
【专利摘要】本发明公开了一种新型过碳酸钠的制备方法，（1）、平均粒径d的母晶输入带冷却及混合设备的反应器中，并添加固体稳定剂；（2）、开启冷却及混合设备，定量的含稳定剂的低浓度双氧水溶液喷洒至母晶表面；（3）、喷洒完毕，加定量的粒径5-100μm的纯碱或纯碱混合物，同时喷洒定量的含稳定剂的高浓度双氧水溶液，反应温度15-50℃，结晶物粒径增长至D时，加料完成，继续反应3-5min；（4）、干燥过筛，得粒径为D的产品，母晶为纯碱或元明粉的一种或两种，低浓度双氧水溶液浓度1-27.5%（质量），高浓度双氧水溶液浓度50-70%（质量），d≤0.9mm，晶体粒径D为0.5-1.2mm，且D＞d。
【IPC分类】C01B15-10
【公开号】CN104591098
【申请号】CN201410846389
【发明人】虞建立, 章金龙, 章小兵, 魏一帆
【申请人】浙江金科过氧化物股份有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月31日