碳酸氢钠的制造方法技术

本发明专利技术提供由水溶液的晶析法以高收率在工业上用简便的设备获得结晶粒径大的碱金属碳酸氢盐的方法。本发明专利技术是碱金属碳酸氢盐的制造方法，它是在指定的晶析装置内使含有碱金属离子的水溶液和二氧化碳反应而使碱金属碳酸氢盐的结晶析出的方法，其特征在于，从所述晶析装置中取出所述水溶液中的含有所述结晶的浆液的一部分，使所述结晶的一部分溶解后再返回所述晶析装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碱金属碳酸氢盐的制造方法
本专利技术涉及碱金属碳酸氢盐的制造方法。
技术介绍
碳酸氢钠等碱金属碳酸氢盐通过从水溶液结晶析出来制造。例如，可以向含有钠离子的水溶液中吹入二氧化碳，得到通过反应生成的碳酸氢钠结晶。含有钠离子的水溶液可以使用含有碳酸钠或氢氧化钠的水溶液，或者向氯化钠溶液中吹入氨气得到的所谓氨盐水等。例如，由于一般结晶析出时晶核的产生多而微粒状结晶的比例增加，整体的个数增加，所以碳酸氢钠难以成长为大颗粒，平均粒径容易较小。推测这是由于越想要得到大颗粒，越容易显著地产生晶核，晶种因为母液在颗粒表面的快速流动而从结晶的表面剥落。而且，如果微粒状或小的结晶增加，大结晶的收率下降，进而之后的固体的分离、洗涤、干燥、分粒的操作也会变得困难。此外，需要粉体的流动性的用途等而要求大颗粒的结晶，如何得到大的结晶成为晶析工序的课题。以往的晶析工序中，为了使结晶析出的结晶变大，采用例如使用调晶剂的方法。但是，使用调晶剂的情况下，可能会改变结晶习性而使结晶状态发生变化，而且由于在特定的条件下产生效果，所以难以与其它方法合用。另外，调晶剂会残留在结晶中，致使结晶的纯度下降，成为限制产品用途的原因。此外，还有通过大幅降低单位容积单位时间下的晶析负荷、即结晶生成量，使母液中的晶析结晶成分的过饱和度降低，显著减少晶核的产生的方法。但是，该方法中，由于不得不降低晶析设备单位容积单位时间的晶析负荷，所以往往会降低设备的生产性。此外，还有为了使母液中的晶析结晶成分的过饱和度下降，添加使碱金属碳酸氢盐的溶解度下降的第三成分(氯化钠或乙醇等)的方法，但从母液分离时滤饼需要充分洗净，上述第三成分可能会残留在结晶中。此外，添加氯化钠的-->情况下，为了防止腐蚀会产生设备材质的制约，添加乙醇等易燃性有机溶剂的情况下，由于考虑到易燃性会产生操作上的制约，因此操作变得复杂。此外，通过将产生的微粒状结晶去除到体系外也可以增大结晶粒径，但将其作为连续操作进行实施时，为使结晶增大而将相应数量的微粒选择性地大量取出，在设备上难以实现，存在无法充分进行微粒状结晶的处理等问题。另外，需要用于处理取出的微粒的设备，收率也下降。因此，无法只用该方法在工业上高收率地生产大的结晶。另外，还有在通过含有碱金属离子的水溶液和二氧化碳的反应使晶体结晶析出的碱金属碳酸氢盐的制造方法中，具有以下特征的碱金属碳酸氢盐的制造方法(参考专利文献1。)：将晶析设备内的晶析液整体作为对象，间歇地反复进行使溶解在溶液中的碱金属碳酸氢盐的浓度在饱和溶解度以下来溶解除去碱金属碳酸氢盐的微粒的操作。但是，由于二氧化碳气体的吹入间歇地切换为空气，所以操作性差，而且还需要用于设备控制的投资。专利文献1：国际公开第01/14254号小册子(权利要求书)专利技术的揭示专利技术要解决的课题本专利技术的目的在于解决如上所述的问题，提供采用从水溶液的晶析法以高收率在工业上用简便的设备获得结晶粒径大的碱金属碳酸氢盐的方法。解决课题的方法本专利技术是碱金属碳酸氢盐的制造方法，它是在指定的晶析装置内使含有碱金属离子的水溶液和二氧化碳反应而使碱金属碳酸氢盐的结晶析出的方法，其特征在于，从所述晶析装置中取出所述水溶液中的含有所述结晶的浆液的一部分，使所述结晶的一部分溶解后再返回所述晶析装置。为了解决上述课题，本专利技术的碱金属碳酸氢盐的制造方法是在由晶析装置和溶解装置构成的指定的晶析装置内、使含有碱金属离子的水溶液和二氧化碳反应而使碱金属碳酸氢盐的结晶析出的方法，其特征在于，从晶析装置中取出一部分含有水溶液和结晶的浆液，使结晶的一部分溶解后再返回晶析装置。本专利技术中，从晶析装置中取出一部分含有水溶液和结晶的浆液，使该浆液中所含的结晶的一部分溶解后再返回晶析装置。如果对溶解装置内的结晶的溶解进行观察，则较小的结晶更快地溶解、消失，因而成为除去了以晶核为主的-->微小结晶的浆液，被送回到晶析装置内。另外，本专利技术中，作为使碱金属碳酸氢盐的大结晶成长得更大的方法，提供使大的结晶暂时稍许溶解，通过重结晶使结晶成长的方法。由此，大的结晶部分溶解，成为容易再次成长的结晶而被送回晶析装置内。如果大的结晶稍许溶解，则作为结晶成长方向的长轴方向的结晶的先端部分稍许溶解。该部分为结晶的成长面。通过该结晶成长面的更新，结晶可以进一步地成长。即使对碱金属碳酸氢盐强化微粒的去除操作，也无法只靠该操作使结晶进一步增大。这是因为大结晶本身不会成长得更大。本专利技术中，作为对应它的策略，使结晶稍许溶解，使其能够重新成长。因为溶解是为了更新结晶的成长面，所以少量的溶解即可。因此，采用本专利技术，即使是连续操作也可以获得与将微粒状结晶选择性地去除到体系外的情况同样的效果，可以大幅减低表观晶核的发生数，可以进一步促进更大结晶的成长，能够高效地在工业上获得结晶粒径大的碱金属碳酸氢盐。专利技术的效果采用本专利技术，在从水溶液的晶析法中，能够以工业的规模容易且可靠地控制表观晶核的发生数，可以在工业上生产粒径大、作为粉体的流动性良好的碱金属碳酸氢盐。例如碳酸氢钠的情况下，采用本专利技术可以容易地获得平均粒径大于等于150μm的结晶。附图的简单说明[图1]本专利技术中优选使用的由晶析装置和溶解装置构成的反应装置的一个例子的说明图。符号的说明1...晶析装置、2...内圆筒、3...气体导入部、4...原料液罐、5...二氧化碳供给装置、6...空气供给装置、7...溶解装置、8...薄膜过滤器、9...薄膜过滤器、10...热交换器、11...薄膜过滤器、L1...原料液供给管、L2...二氧化碳吹入管、L3...浆液抽出管、L4...浆液抽出管、L5...浆液循环管、L6...浆液抽出管、L7...空气吹入管实施专利技术的最佳方式-->以下，根据情况参看附图，对本专利技术优选的实施方式进行详细说明。本专利技术中，对构成碱金属碳酸氢盐的碱金属没有特别限定。以下的实施方式中，以碱金属为钠的情况为例进行说明，但其它碱金属的情况也同样可以适用本专利技术。其它的碱金属较好是钾。图1是本专利技术中优选使用的晶析设备的一个例子的流程图。图1中，作为反应器的晶析装置1在其内部具有内圆筒2。内圆筒2的上部通过原料液供给管L1与原料液罐4连接，原料液罐4内的碳酸钠水溶液经过薄膜过滤器8的精密过滤供给到内圆筒2内。此外，还供给到后述的溶解装置7内。该碳酸钠水溶液可以通过预先使二氧化碳和氢氧化钠溶液反应、或者再加入纯水调整浓度和组成来制备。也可以直接使用氢氧化钠水溶液代替碳酸钠水溶液，还可以使用同时含有碳酸钠和氢氧化钠的水溶液。另外，还可以使用同时含有碳酸钠和碳酸氢钠的水溶液。设置于晶析装置1的下部的气体导入部3通过二氧化碳供给管L2与二氧化碳供给装置5和空气供给装置6连接，二氧化碳和空气以指定的比例混合，该混合气体经过薄膜过滤器9的精密过滤从气体导入部3供给到晶析装置1内。由此，可以使碳酸钠水溶液和二氧化碳反应，使碳酸氢钠结晶析出。这时，晶析装置1内的温度较好是设定为50～90℃，因此可以高效地、且在操作方面稳定地进行晶析。浆液抽出管L3连接到内圆筒2内，其前端配置可以调整内部压力的溶解装置7。一部分含有碳酸钠水溶液和碳酸氢钠结晶的浆液从内圆筒2的内侧通过浆液抽出管L3被取出到溶解装置7。接着，通过使溶解装置7内压力低于晶析装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
碱金属碳酸氢盐的制造方法，它是在指定的晶析装置内使含有碱金属离子的水溶液和二氧化碳反应而使碱金属碳酸氢盐的结晶析出的方法，其特征在于，从所述晶析装置中取出所述水溶液中的含有所述结晶的浆液的一部分，使所述结晶的一部分溶解后再返回所述晶析装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.碱金属碳酸氢盐的制造方法，它是在指定的晶析装置内使含有碱金属离子的水溶液和二氧化碳反应而使碱金属碳酸氢盐的结晶析出的方法，其特征在于，从所述晶析装置中取出所述水溶液中的含有所述结晶的浆液的一部分，使所述结晶的一部分溶解后再返回所述晶析装置。2.如权利要求1所述的碱金属碳酸氢盐的制造方法，其特征还在于，通过使从所述晶析装置取出的所述浆液的压力比所述晶析装置的压力更低，使所述浆液中所含的所述结晶的一部分溶解。3.如权利要求1或2所述的碱金属碳酸氢盐的制造方法，其特征还在于，通过向从所述晶析装置取出的所述浆液吹入相对于所述浆液的流量为标准状态下0.2～20倍体积的空气，使所述浆液中所含的所述结晶的一部分溶解。4.如权利要求1～3中的任一项所述的碱金属碳酸氢盐的制造方法，其特征还在于，通过向从所述晶析装置取出的所述浆液添加含有碱金属的碳酸盐和/或氢氧化物的水溶液，使所述浆液中所含的所述结晶的一部分溶解。5.如权利要求1～4中的任一项所述的碱金属碳酸氢盐的制造方法，其特征还在于，通过向从所述晶析装置取出的所述浆液添加水，使所述浆液中所含的所述结晶的...

【专利技术属性】
技术研发人员：中島史晓，有马寿一，菊地真太郎，平野八朗，
申请(专利权)人：旭硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]