DE557904C - Herstellung von Alkalisuperoxyd - Google Patents

Description

• Herstellung von Alkalisuperoxyd Die bekannteste Methode zur Erzeugung von Natriumperoxyd ist die Oxydation von Natrium mit Luft in großen Tunnelöfen nach dem Gegenstromprinzip (s. U 1 1 m a n n , Band 8, Enzyklopädie der technischen Chemie, S.467 Enzyklopädie Dieses Verhalten hat erhebliche Nachteile. Es erfordert große Oberflächenentwicklung durch Ausbreitung der Reaktionsmasse in dünnen Schichten, denn die Reaktion verläuft langsam, da sich bald schützende Oxvdkrusten bilden. Die Apparaturen sind infolgedessen ausgedehnt und teuer. Die Bedienung ist aus dem gleichen Grunde umständlich und kostspielig. Das Entleeren und Beschicken der zahlreichen Aluminiumschalen bringt viel Handarbeit mit sich, zumal der Prozeß zwischendurch zwecks Zerkleinerung des Reaktionsgutes unterbrochen wird.
• Die übrigen bekannten Verfahren unterscheiden sich meistens nur unwesentlich von der oben beschriebenen Darstellungsweise. So soll nach der deutschen Patentschrift 95 o63 eine Art Ringofen Verwendung finden. Nach der Patentschrift 22d.480 wird die Reaktion in zwei Etappen, zwischen denen umgekrückt wird, in einem Retortenofen ausgeführt. Einen wesentlichen Fortschritt erstreben die Patente mit mechanisch bewegtem und durchmischtem Reaktionsgut. In der Patentschrift 273 666 wird eine eigens für diesen Zweck entworfene Apparatur vorgeschlagen. Dieser überaus komplizierte Apparat hat sich aber - besonders wegen der später erwähnten Schwierigkeiten - in die Technik noch weniger einführen können und stellt somit tatsächlich keine Vereinfachung dar (s. auch Fußnote in B r ä u e r - D 'Ans , Fortschritte in der anorganisch-chemischen Industrie 1877 bis 19i7, I. Teil, I. Band, 1921). Andere Verfahren arbeiten in zwei Stufen unter Anwendung einer mit überschüssigem Natriumoxyd als Verdünnungsmittel gefüllten Umsetzungstrommel. So wird nach der Patentschrift 453 751 Natriummetall in kleinen Portionen in eine Umwälztrommel eingetragen, in der sich mindestens die zehnfache Gewichtsmenge Natriumoxyd befindet und dieses Gemisch zu Natriumoxyd oxydiert. Die Oxydation zu Natriumsuperoxyd wird dann in einer zweiten Phase ausgeführt. Der Durchsatz je Apparateeinheit ist dabei sehr gering, da nur io °/o an frischem Ausgangsmaterial eingetragen werden und die übrigen 9o °f" der Füllung lediglich Verdünnungsmittel sind.
• Es wurde gefunden, daß man die Überführung des Alkalirnetalls in Superoxyd ohne komplizierte Apparatur und ohne Vorlage eines Verdünnungsmittels in einem einzigen ununterbrochenen Arbeitsgange unter Erzeugung eines hochprozentigen Produktes erreicht, wenn man die Oxydation des Alkalimetalls meiner Misch- und Knetmaschine vornimmt. Bei Verwendung dieser Maschine tritt das in der Technik so gefürchtete Stadium des Verbackens und des V erklumpens bei den Zwischenoxydationsstufen nicht auf. Nachdem dieses Verbacken bisher trotz Anwendung, der verschiedenartigsten Vorrichtungen, die das Reaktionsgut in Bewegung halten, nicht verhindert werden konnte, ist es überraschend, daß bei der ganz bestimmten Art der Durchmischung, wie sie eine Knetmaschine bewirkt, diese Erscheinung des Verbackens nicht auftritt.
• Man läßt auf das in einer Misch- und Knetmaschine eingebrachte geschmolzene und dauernd bewegte Alkalimetall einen von Kohlendioxyd und Wasser befreiten Luftstrom einwirken. Das Metall entzündet sich nach kurzer Zeit an einigen Stellen und reagiert bald an seiner ganzen Oberfläche unter Feuererscheinung. Die an der Oberfläche befindlichen Stellen heftigster Reaktion werden durch das ständig wiederholte Mischen der weiteren Einwirkung des Sauerstoffs zunächst wieder entzogen. Dadurch tritt eine Milderung und eine gleichmäßige Verteilung der Umsetzung innerhalb der ganzen Masse ein. Allmählich wird die flüssige Schmelze immer zäher, bis schließlich bei einem Oxydationsgrad, der bei Natrium einem Verhältnis von etwa 3 Na auf i O entspricht, das Maximum an Zähigkeit erreicht ist, ohne daß es jedoch zur Bildung von Krusten, die noch unangegriffenes Natrium umgeben, kommt. Wenn dieser Oxydationsgrad erreicht ist, ist es nach den Arbeitsweisen der obenerwähnten älteren Verfahren mit großen Schwierigkeiten verknüpft, weiteren Sauerstoff auf die zähen Reaktionsprodukte einwirken zu lassen. Bei Anwendung einer Knetmaschine geht die weitere Oxydation auch in diesem pastenartigen Zustand glatt vor sich, und bald verwandelt sich das Reaktionsgut in eine bröckelige, später fast pulverige '.Masse. die zur Hauptsache aus Oxyd besteht.
• Äußere Heizung ist dabei nicht nötig. Es kann sogar zweckmäßig sein, durch Rundführen und Kühlen der bereits gebrauchten Reaktionsluft Wärme abzuführen. Die Oxydation verläuft gegen Ende unter geringerer Wärmeabgabe und wird zuletzt noch durch Heizung und Anwendung höheren Sauerstoffpartialdrucks, z. B. durch Verwendung des Abgases aus der Natriumelektrolyse, unterstützt.
• Das erhaltene Peroxyd ist 97- bis 98%ig bei 95 % Ausbeute, gegenüber 9o °o Peroxydgehalt der Handelsware. Nach dem vorliegenden Verfahren gelingt es, in einer einfachen, wenig Raum und wenig Bedienung beanspruchenden Apparatur in kurzer Zeit ein hochprozentiges Natriumperoxyd in guter Ausbeute zu erhalten. Beispiel Man trägt in eine Knetmaschine von 300 bis q.oo 1 Rauminhalt etwa ioo kg geschmolzenes Natrium ein und läßt einen Luftstrom von ungefähr 5o cbm/Std. bei Temperaturen bis 35o° im Mittel in der Reaktionsmasse darauf einwirken. Nach etwa 5 Stunden ist der Oxydationsgrad von etwa 3 .Na auf i O erreicht. Die Stufe Na20 ist nach etwa i o Stunden überschritten, und der gesamte Prozeß ist in ungefähr 20 Stunden beendet. Ausbeute an Natriumperoxyd 95,5 °lo; Gehalt des Reaktionsproduktes an Natriumperoxyd 97,5 %.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Alkalisuperoxyd aus Alkalimetall durch Einwirkung von Luft oder von einem Luft-,Sauerstoff-Gemisch, dadurch gekennzeichnet, daß man das- Alkalimetall in einer eine dauernde und innige Durchmischung gewährleistenden Knetmaschine der kontinuierlichen Oxydation bis zum Superoxyd unterwirft.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Apparatur austretende Reaktionsluft gekühlt und zusätzlich rundgeführt wird.