JPS6060925A - 炭酸水素ナトリウム含有複塩の転換による炭酸水素ナトリウムの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、セスキ炭酸ナトリウム及び／又はウエーグシ
ャイダー塩（Ｗｅｇｓｃｈｅｉｄｅｒ’ｓ　５ａｌｔ）
の固体フィードを水性媒体中で結晶性炭酸水素ナトリウ
ムに転換させることによる、セスキ炭酸ナトリウム及び
／又はウェーブシャイブ−塩から炭酸水素す）　ｌ）ラ
ムの製造法に関する。

炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ２）は従来的゛には、
炭酸す）ＩＪウム（Ｎａ２ｃ０３）の水溶液を二酸化炭
素処理して製造される。〔アール・エヌ・シュレープ（
Ｒ，Ｎ、ＳｈｒθＶθ）等；　ケミカル・プロセス・イ
ンタスト　リ　−　ズ　（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｐｒｏｃ
ｅｓｓ　工ｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）　第　４　版　、ｉ２
１６Ｂｓ　１９７７４；マグロ−ヒル・ズック・カンパ
ニー（ＭｃＧｒｏｗ−Ｈｌｌ　Ｂｏｏｋ　Ｃｏ、））商
業的炭酸水素ナトリウム法では、まずソーダ灰が７に性
液に溶解され、ついでこの飽和Ｒ酸ナトリウム溶液が二
数化炭素処理塔又は容器中に導入され、そこで該溶液は
二酸化炭素ガスと密接に接触させられ同時に冷却される
。

生成した炭酸水素ナトリウム結晶は二酸化炭素処理塔か
ら水性スラリーとして取出され、ＩＰ遇され、乾燥され
る。炭酸水素ナトリウム固体の濾過後に残る水性液は、
ソーダ灰の溶解に用いられ、従って二酸化炭素処理工程
のサイクルが連続する。

この二酸化炭素処理法は、従来技術による他の二酸化炭
素処理法と同様に、幾つかの運転上の欠点を有する。す
なわち、装置表面にスケールが形成すること、定期的に
清浄作業を行ない得るように平行な複数の装置ラインが
必要であること、運転温度が高いのでエネルギー化及び
腐食コストが非常に大きいこと、並びに、炭酸ナトリウ
ムの溶解度に限度があるため通過（ｐａｓｓ）当りの製
品スラリー密度が小さいことである。

炭酸水素ナトリウム製造用の、上記以外の二酸化炭素処
理法も従来技術の中で開示されている。

これらの方法では、炭酸ナトリウム水浴液以外のアルカ
リが二ば化炭素で処理される。

スタウファー・ケミカル・カンパニー（Ｓｔａｕｆｆｅ
ｒＣｈｅｍｉｃａｌ　ｃＱ、）によるヨーロッパ特許比
Ｈ第ｓ、ｑＢＩ号は、炭酸ナトリウム及び炭酸水素ナト
リウムの飽和溶液（代替として、かかる飽和溶液中に、
炭酸水素ナトリウムが添加されてスラリーとなったもの
、或いはか＼る飽和溶液中に炭酸水素ナトリウム及びセ
スキ炭酸ナトリウムが添加されてスラリーとなったもの
でもよい〕の二酸化炭素処理を記ｊ小している。この処
理中特定量のｃａ＋＋イオンが溶液中に存在して始めて
、満足なＭ品性炭酸水素ナトリウム製品が得られる。

１９７６年１２月１８日付でワゲナー（Ｗａｇｇｅｎｅ
ｒ）等に与えられた米国特許第３．７８０．　？　６０
号は、トロナ（セスキ炭ばす１１ウム原石）からの炭酸
水素すトリウムの多段階製造を記述している。トロナ鉱
石を水性液に溶解し、得られる炭酸水素ナトリウム−炭
酸ナトリウムの水浴液を真空冷却することにより、セス
キ炭酸ナトリウムを結晶化させる。

このセスキ炭酸ナトリウムの結晶′ｆ：回収し、第２の
水性＃：に溶解する。この第２の炭酸水素ナトリウムー
炭酸ナトリウムの水溶成金二酸化炭素処理し、炭酸水素
ナトリウムの結晶を得、この結晶全回収し乾燥する。

１９５５年３月１５日付でバイツ（Ｐｉｋｅ）に与えら
れた米国特許第２，７０４，２３９号は、トロナ鉱石か
ら１ず中間体として炭酸水素ナトリウムを製造し隻つい
でこの炭酸水素ナトリウムの結晶を焼成して密度の低い
ソーダ灰とする方法を記述している。

炭酸水素ナトリウムを製造するには、炭ば水素ナトリウ
ム及び炭酸ナトリウムを含む熱水溶液にトロナを１ず溶
解し、生成する溶液を二酸化炭素で処理して炭酸水素塩
の含有量ヲ高め・ついで該処理溶液全冷却又は濃縮して
炭酸水素ナトリウム金結晶化させる。得られる炭酸水素
ナトリウムの結晶は回収して乾燥してもよいし、焼成し
て軽いソーダ灰としてもよい。

本発明の製造法によれば、従来技術にもとづく直接二酸
化炭素処理結晶化法によらずに、晶癖及び粒度の艮好な
炭酸水素ナトリウム製品が得られる。

本発明に従えば、炭酸水素ナトリウムが、以下の操作を
含む連続法、すなわち ・粒状固体セスキ炭酸ナトリウム又はウェーグシャイダ
ー塩を、炭酸水素ナトリウムの飽和した、少なくとも約
１０Ｍ量％の固体を含有する水性転換スラリー中に導入
して、前記結晶性フィードを迅速かつ直接に結晶性炭酸
水素ナトリウムに転換させ、 ・この水性転換スラリーの一部をと多出し、結晶性炭酸
水素ナトリウムと水性転換液として分離しくこの場合、
この炭酸水素塩は、固体セスキ炭酸ナトリウム又はウエ
ーグシャイダー塩を実質的に含まない）、 ０前記炭酸水素塩製品の回収後に残る水性転換液を前記
水性転換スラリーにリサイクルさせ、・この転換液の炭
酸水素塩含有量を、二酸化炭素を導入して可溶性炭酸塩
を炭酸水素塩に変換させることによシ＠整して、前記転
換スラリーの水性液部分を比較的一定の組成に保つ１ ことを含む連続法で製造される。

前記転換スラリーの水性液は、比較的一定の組成、すな
わち、炭酸水素ナトリウムが安定な固相をなし、該水性
液上のＣＯ２蒸気の平衡分圧が最小となるような比較的
一定の組成に保たれることが望ましい。該転換液の組成
が、Ｃｏ２蒸気の平衡分圧が１３　ｋＰａよシ小さくな
るように、選ばれるこトカ好ましく　、６．　ｙ　ｋＰ
ａよシ小さくなるように選ばれればより好ましい。

転換スラリーの温度は、２０〜１２０℃に保たれること
が好ましく、６５〜８５℃に保たれればよシ好ましい。

転換スラリーの結晶スラリー密度は、スラリーが固体を
１５〜４０重量係含有するよらに保たれれば、最も好ま
しい。転換は、好１しくｆ／；ｌ：　０．２５〜４時間
の平均残留時間を与えるような大きさの、攪拌十分の容
器中で行なうのが望ましい。

転換と二酸化炭素調整とは、−緒に行なっても別個に行
なってもよい。好ましい実施態様においては、リサイク
ル転換液を転換スラリーに戻す以前に、該リサイクル転
換液に二酸化炭素を導入する。

本発明の製造法は、二酸化炭素ガス混合物と共に使用す
るのに特に適している。この場合、該ガス混合物が少な
くとも１０容童のＣｏ２を含有するのが好ましい。

第１図は、固体フィードとしてセスキ脚数ナトリウムを
用いる本発明の好ましい実施態様の流れの略図である。

第２図は、ＮａＨＣＯ３−Ｎａ２ＣＯ５−Ｈ２Ｏ系の相
図である。

炭酸水素ナトリウムが安定な固相である領域が示されて
おフ、更に、これら溶液上のＣＯ２蒸気の平衡分圧が等
圧線で示されている。

本発明法による炭酸水素ナトリウムの製造に使用する固
体フィードは、炭酸水素ナトリウムを含有する複塩であ
ると云う特徴を有する。この固体フィードは、セスキ炭
酸ナトリウム（Ｎａ２００５・ｎａＨＯＯ５・２Ｈ２０
）でも、ウエーグシャイダー塩（Ｎａ２００５・３Ｎａ
Ｈ００３）でも、それらの混合物でもよい。

トロナ鉱石は南西ワイオミングの大きな地下堆積物中に
存在するセスキ炭酸ナトリウムの原石であるが、本発明
用のセスキ炭酸ナトリウム源として好ましいものである
。可溶性のトロナと共に著しい量の不溶性頁岩を含有す
る鉱石は、例えば粉砕及びスクリーニングを行なって不
溶分レベルの低下したセスキ炭酸ナトリウム原料を回収
することによシ１品位を向上することが望ましい。トロ
ナ中に普通の可溶性不純物、すなわち、ナーコ石（Ｎａ
ＨＣＯ３）、塩化ナトリウム（ＮａＯ６）、硫酸ナトリ
ウム（Ｎａ２ＳＯ４）などが存在しても、本発明の製造
法に悪影響を与えない。

固体セスキ炭酸ナトリウムのもう一つの好ましいフィー
ドは、セスキ炭酸塩ソーダ灰法から得られるいわゆる「
グリーン・ケーキ」である。グリーン・ケーキは「セス
キ」法によるトロナからの炭酸ナトリウムの製造中に結
晶する結晶性セスキ炭酸ナトリウムである。本発明での
使用に適するセスキ炭酸塩は、例えばグリーン・ケーキ
の再結晶によシ得られる精製セスキ炭酸ナトリウムであ
ってもよい。

固体セスキ炭酸ナトリウムのフィードとして適するセス
キ炭酸ナトリウム原料に対する更に別の供給源として、
カリフォルニア州オーエンス（Ｏｗｅｎｓ）湖の温床堆
積物から得られる鉱石がある。

セスキ炭酸ナトリウムの外に、ウエーグシャイダー塩も
本発明法の固体フィードとして使用可能である。トロナ
又は他のナトリウム源から得られるウエーグシャイダー
塩、並びに天然鉱物であるウエーグンヤイデライトの何
れも適当なものである。

固体フィードは、セスキ炭酸ナトリウムであれ、ウエー
グシャイダー項であれ、粒状であ゛ることを要する。粒
度としては、粒状フィードの実質的にすべてが８５０μ
ｍの篩よシ小さい（ＡＳＴＭ　Ｅ　１ｌ−７０）ことを
要する。平均粒度が４２５μｍの篩より小さく７５μｍ
の篩よシ大きい粒状フィードが、特に好ましい。

粒状フィードの平均粒度が小さい程、転換スラリーに必
要な転換工程及び残留時間が短かくなる。

７５μｍの篩よ）小さい粒度でも使用し得るが、粒度の
小ささが塵埃化及び原料の取扱困難ヲ生じかねない。原
料粒度が極端に小さいと過度の粉砕が必要となシ、原料
の製造コストが上昇する。

本発明の製造法においては、ＮａＨＯＯ３含有の固体フ
ィードが、転換（ｒｅｖｅｒｓｉｏｎ）と呼ばれる技術
によシ、結晶性炭ば水素ナトリウムに変換又は再結晶化
させられる。この転換はｓ　ＨＦＬＨＣＯ３含有複塩の
フィード物質を結晶性炭酸ナトリウムに変えるか、その
場合、従来技術の炭酸水素塩製造法において必要とされ
る以下の３点、すなわち、（υ溶液の形成、（２）該溶
液の二酸化炭素処理、並びに（３）炭酸水素ナトリウム
の結晶化は必要とされない。

従って、固体フィードを結晶性炭酸水素ナトリウムにか
える転換操作を使用する本発明の利点として、多量のエ
ネルギーを必要とする結晶イヒステップ（冷却、蒸発、
真空、など）が必要とされず、最小のエネルギー消費で
すむ。本発明では炭酸水素ナトリウムの冷却結晶化が行
なわれないので、従来技術にもとづく炭酸水素ナトリウ
ム製造用の二酸化炭素処理／結晶化法において共通の問
題である装置の汚れも最小となる。

転換操作で用いる水性の転換スラリーは、少なくとも約
１０重量％の固体を含有する。この固体は結晶性炭酸水
素ナトリウムである。転換ステ１ノーのスラリー密度（
スラリー重量に対する固体の％）は、１０〜７０重量％
であるのが好ましく、１５〜４０重量％であれば尚好ま
しい。

転換スラリーの水性液は、安定な固相の炭酸水素ナトリ
ウムが実質的に飽和した組成を有する。

本発明の方法は結晶性のセスキ炭酸ナトリウム又はウェ
ーブシャイブ−塩を転換スラリーに加えると、これらの
結晶性固体が迅速かつ直接に炭酸水素ナトリウムに転換
又は再結晶化する、と云う発明を利用するものである。

この転換法から生成する炭酸水素ナトリウムは、比較的
純粋であり、前駆体結晶を殆んど含まないか、含んでい
ても痕跡程度含有するだけである。

本転換法では、固体フィード原料（炭酸氷菓ナトリウム
及び炭酸ナトリウムを含有する）が再結−晶して、結晶
性固体（本質的にすべて炭ぼ水素ナトリウム〕に変化す
ることによシ、完全転換が行なわれるようにみえる。本
転換法は単に、炭酸水素ナトリウムが飽和転換スラリー
から結晶化しフィード結晶上に析出すると云う被覆法（
Ｃｏａｔｉｎｇｐｒｏｃｅｄｕｃｅ）ではない。フィー
ドの結晶は転換スラリ、−中で不安定でおり、従って、
転換媒体中で完全にかつ直接に再結晶化して炭酸水素ナ
トリウムとなる。更に、生成する炭酸水素ナトリウムの
晶癖は、炭酸水素ナトリウムについての代表的なもので
あ勺、前駆体セスキ炭酸水素ナトリウム又はウエーグシ
ャイダー塩結晶にもとづく仮像の炭酸水素ナトリウムで
はない。

水性転換は攪拌十分の単−容器又はタンク中で行ない得
るが、多段階装置だと、固体フィードが完全に転換し、
回収炭酸水素ナトリウム中に存在する固体フィードが最
少となるという利点が得られる。転換は極めて迅速に起
るので、多段階運転を考慮する価値があるのは、固体フ
ィードの粒度が比較的大きくて転換速度がおそい場合の
みである。

転換操作は連続的に行なわれ、生成する結晶性炭酸水素
ナトリウム製品は確実に均一なものとなる。

水性転換スラリーは、２０〜１２０℃の範囲の温度に保
つことが必要でおる。６５〜８５℃の温度に保つのが好
ましい。約５０℃よシ低い運転温度が特に好ましい。

好ましい低い運転温度を採用すると、高い運転温度にお
いて炭酸水素ナトリウムの腐蝕性に抗するため普通必要
とされる抗腐蝕性合金の代シに、炭素又は軟鋼の装置が
使用できる。運転温度が低いと、溶液温度を高く保つ必
要がなく、゛エネルギーが節約できる。低温のもう一つ
の利点として、Ｃ０２の平衡分圧も低くなるので、二酸
化炭素処理中稀薄二酸化炭素ガス混合物からの００２吸
収がよシ効率的となる。

固体フィード（結晶性セスキ炭酸ナトリウム又はウエー
グ７ヤイダー塩）は普通転換スラリー中に直接導入され
、炭酸氷菓ナトリウムに転換される。セスキ炭酸ナトリ
ウムに特に適する代替操作法においては、固体セスキ炭
はす）　ＩＪウムのフィードを１ず水溶液中でスラリー
とし、ついで転換スラリー中に４人することができる。

この後者の好ましい操作法では、固体セスキ炭酸ナトリ
ウムのフィードを、リサイクル水性転換液（固体炭酸水
床ナトリウムの回収後の、ただし転換スラリーに戻す前
のもの）中でスラリーとする必要がある。

この操作法だと、固体セスキ炭酸ナトリウムのフィード
が、大気圧よ）粛ｊい圧力で運転する転換スラリー容器
中に効率よく導入される。ウェーブシャイブ−塩は低−
中温で水溶液中で分解しやすいので、この固体フィード
のスラリー化はしないのが最良である。

転換スラリーに導入する固体フィードの速度１並びに結
晶性炭酸水素ナトリウムのと少出し速度の制御は、スラ
リー中の平均残留時間が約１５分〜４時間となるように
行なうのが好ましい。本発明では転換スラリーの贅度を
比較的高くとるので、適度の大きさの転換容器中での残
留時間を長くすることかできる。残留時間が長い場合の
利点として、晶癖の艮好な大きな結晶が生長する。

米国特許第２，９５４，２８．２号及び第３，８５２，
４２７号に記述されているよう・な晶癖変更剤を必要に
応じ用いて晶癖全向上させることもできるが、晶癖変更
剤は必要ではない。

転換スラリーからの結晶性炭酸水素ナトリウム製品の回
収は、比較的簡単である。転換スラリーの一部を望まし
くは連続流としてとり出し、従来法の固−液分離技術を
用い、結晶性戻限水素ナトリウム製品と水性液とを分離
する。この目的のためには、遠心分離、ハイドロクロー
ニング（ｈｙｒｆＬｒｏ−ｃｌｏｎｉｎｇ）並びに濾過
法がよい。固体分離は約大気圧で行なうのが望ましい。

分離した炭酸水素ナトリウムの固体は、洗浄して例えば
痕跡の混入転換ｅ、を除去するのが好ましい。

分離した炭酸水素ナトリウムの結晶はついで、炭酸水素
ナトリウムの乾燥に用いる従来法によシ乾燥し、流動自
由の結晶性製品を得る。

湿った炭酸水素ナトリウムを適度な温度で窒気乾燥する
と、回収した結晶が良好に乾燥される。

その場合、問題となる程の炭酸水素ナトリウムの分解は
起こらない。本発明法から得られる自由流動性の炭酸水
素ナトリウム製品は非常に純粋で、普通ＮａＨＯＯ３の
濃度が９９８重量重量上である。

転換スラリー中の転換液組成を比較的一定に保ち、転換
工程全連続的に実施するために、必要に応じ二酸化炭素
を加えて、可溶性炭酸ナトリウムを炭酸水素ナトリウム
にかえる。既述したように、転換液組成は、炭酸水素ナ
トリウムが安定な固相となるものでなければならない。

換言すると、転換スラリーの水性液は、Ｎａ２ＣＯ３−
Ｎａ２ＣＯ３−Ｈ２０相図の炭酸水素ナトリウムの領域
内に入る組成ヲ有する必要がある。

二酸化炭素の添加度合いを制御して転換液の組成を比較
的一定値に保つ。従って二酸化炭素処理段階のおかげで
、可溶性炭酸ナトリウムが転換液中で濃淳になることは
ない。

本発明で必要とされる二酸化炭素処理は、従来技術の二
酸化炭素処理法と著しく異なる。すなわち、（１）本発
明では、転換は炭酸水素ナトリウムを結晶化させる手段
として用いられ、かつ（２）本発明ではｔフィードの一
部がすでに二酸化炭素処理をうけている。換言すると、
複塩フィード中に炭酸水素ナトリウムが存在するので、
二酸化炭素の必要量は最小となる。

水性転換液の組成を、該液上のｃｏ２の平衡分圧が最小
になるように保つことが望ましい。これを実施すること
によシ、ニヅ化炭素処理段階で導入され転換液と接触さ
せられるＣＯ２は効率的に利用されることとなる。ＣＯ
２の平衡分圧は、転換液の温度に依存し、従って水性転
換スラリーに対して選ぶ特定運転温度によシ変化する、
ことが分る。

水性液の組成は、該液上のＣＯ２の平衡分圧が１６ｋＰ
ａより小さいものであることが好ましく、６．７ｋＰａ
　、Ｊ：　り小さけれは尚好ましい。第２図によると、
炭酸水素すｌ−ＩＪウムが安定な固相となる各種組成に
対するＣＯ２蒸気の平衡分圧が、示されている。

水性転換液えの二酸化炭素の導入は、幾つかある方法の
どれかで行なうことができる。二酸化炭素処理は連続的
に行なうのが望ましいが、断続的に行なうこともできる
。ＣＯ２は、ガス状で導入するのが望ましい。

二酸化炭素処理は、転換と一緒に行なうことができる。

すなわち、両者が一つの容器中で行なわれる。この場合
二酸化炭素処理は、その目的に設けられた水性転換液の
側流にＣＯ２を導入して行なうことができる。

別法として、転換操作とは別になっている二酸化炭素処
理段階に二酸化炭素を導入してもよい。

好ましい操作としては、固体炭酸水素ナトリウム製品を
分離したあとの水性液に、そのものが転換スラリーにリ
サイクルされる前に、二酸化炭素を導入する。別法とし
て、とり出した転換スラリーの流れから結晶性炭酸水素
ナトリウムを回収する前に、二酸化炭素処理を行なって
もよい。

前記のどの方法によるにせよＣＯ２処理ずみの液流は、
ついで水性転換液［ＩＪサイクルされ、本発明法が連続
的に行なわれる。このようなリサイクルによシ、転換ス
ラリーの水性液の組成は比較的一定に保たれる。

二酸化炭素は、本質的にＣＯ２ｉ　ｏ　ｏ％を含Ｍする
純粋ガスとして導入することができる。しかし本発明法
は、稀薄＃度のＣＯ２を含有する混合力スの使用に特に
適している。このような混合力スは、ＣＯ２濃度が低い
ためしばしば廃ガス流と見做されて、大気中に放出され
る。ＣＯ２の混合力スは普通、稀釈ガスとしての水分、
酸素及び／又は窒素を含有するが、転換に対して比較的
不活性であるなら、それ以外のガスも存在し得る。例と
して、かなりの濃度の二数化硫黄は、稀釈ガスとして望
ましくない。何故なら、それが転換液に吸収されると、
硫化ナトリウムと恐らく硫酸ナトリウム亦生成するから
である。

少なくとも１０容量係のＣＯ２を含有する混合ガスが、
本発明での使用に適している。少なくとも４０容量係の
ＣＯ２を含有する混合ガスが好ましい。

転換液の組成が、転換液上のＣＯ２の平衡分圧が最小に
なるような組成に保たれることが望ましいので、本発明
に使用する稀釈混合ガス中に存在するよりなＣＯ２の低
濃度（分圧）の場合でも１Ｃ０２は転換液に効率的に吸
収される。

転換及び二酸化炭素処理操作中の全運転圧は、所要装置
の複雑さを最小にするため、１気圧（約１００　ｋＰａ
　）かそれよシはんの少し高い圧力に保つことが望まし
い。しかし、全圧は必要に応じ、約１００　ｋＰａ〜５
００　ｋＰａの範囲におくことができる。二酸化炭素処
理が転換と別個に行なわれる場合には、転換容器中の圧
力は、二酸化炭素処理における圧力が大気圧よシ高いも
のであっても、はソ大気圧に保つのが望ましい。

所望によシ、二酸化炭素の導入を、全工程の熱収支の制
御をしやすくする目的に使用することが可能である。水
性転換スラリーの運転温度よシ低い温度で二酸化炭素を
導入することにより、発熱反応熱を反応系から除去する
ことが可能であシ、これによシ、必要とされる冷却の一
部がかなえられる。

固体フィードが迅速かつ直接に炭酸水素ナトリウムに転
換する利点の外に、転換操作の諸オリ点の一つとして、
固体フィードに存在する不純物がすべて水性転換液中に
残ると云うことがある。従って転換によシ、固体フィー
ドが炭酸水素ナトリウムに転換するだけでなく、精製さ
れる。好″１［、い操作法においては、リサイクル水性
転換液の一部ヲバージし、水性転換媒体中における不純
物の蓄積を防止し、転換系の水分濃度全維持する。

実施例　１ 本実施例では、以下の連続操作法によシ、結晶性セスキ
炭酸ナトリウムのフィードから炭酸水素ナトｌ）ウム’
ｔ１０００ｋＰ／時間の速度で製造する。

本実施例の説明は、第１図に示すフローの略図を用いて
行なう。こ＼で使用する数字記号は、第１図に用いてい
るものと同じである。

セスキ炭酸ナトリウム１’に９２２ｋｙ／時間の速度で
、攪拌転換タンク１００中の転換スラリーに連続的に導
入する。転換スラリー（全体で約１０，０００ｋｙがタ
ンク１００に入っている）は約２０重量％の結晶性炭酸
水素ナトリウムを含有し、５０℃に保たれる。

導入された固体セスキ炭酸す１１ウムの転換はスラリー
中で極めて迅速に起るので、転換スラリー中の固体は本
質的にすべて炭は水素ナトリウムである。スラリー２は
５，０００に、％／待時間速度でタンクから連続的にと
り出される。転換容器中の残留時間１ｌ−ｊ：２時間と
なる。セスキ炭酸ナトリウムの炭酸水素ナトリウムえの
転換結晶化はほんの少しだけ発熱性であるので、所望運
転温度５０℃の維持には、特別な加熱や冷却装置は必要
とならない。

とシ出されたスラリー２は、図でブロック２００として
示しである所でハイドロクローン（ｈｙｄｒｏｃｌｏｎ
ｅ　）されかつ遠心分離され、結晶性炭酸水素ナトリウ
ムが湿潤ケーキとして、１，０７０ｋｆ／時間（乾燥基
準で１，０ＯＯｋＰ／時間）の速度で回収される。

転換タンク１００中の転換液の組成を、本発明法の連続
運転の間中比較的一定に保つために、分離段階後に残る
転換液４を、転換スラリーに再導入する前に、処理する
。最初に、転換液の一部５を約２６ｋＰ／時間の速度で
ノξ−ジし、系中の水分レベルを適当なものに保つ。留
意すべきこととして、セスキ炭酸ナトリウムが炭酸水素
ナトリウムに転換する時、フィードとして導入したセス
キ炭酸ナトリウム１モル当シ水１モルが生成する。

残りの転換＃！ｉ６は、転換タンクにリサイクルさせら
れる前に、図中でブロック６００として示す所で二酸化
炭素で処理され、これにより、転換スラリータンク液の
炭酸塩−炭酸水素塩の組成は適当かつ一定に、すなわち
、Ｎａ２００３１４．０重量％−ＮａＨＣＯ３７，０２
＆　ｔ％に保たれる。

ｃｏ２６６容量％、９気６４容蓋係を含有する二度化炭
素混合ガス７は、２７４ｋｐ／時間の速度でリサイクル
転換液６と接触させられる。混合ガス７と液流６との接
触は、１気圧の全運転圧下で行なわれる。排出混合ガス
８中のｃｏ２の定常運転分圧１′ｊ：２３．５　ｋＰａ
である。転換液流上の００２蒸気の平衡分圧ｉ’ｌ：５
０℃で丁度２、ＯｋＰａである（第２図参照）ので、混
合ガスＺ中のｃｏ２は、１７４ｋｙ／時間の速度でリサ
イクル液流中に容易に吸収される。この場合％　ＣＯ２
の吸収効率は８５％である。

ｃｏ２処理された流れ９は、Ｎａ２（ＩＣ１，３，１重
量係及ヒＮａＨＣＯ３２３，０重量％を含有する。この
場合・炭酸水素ナトリウムの一部は固体状で存在する。

この流れ９は４．Ｄ７８ｋＰ／時間の速度で転換タンク
１００に連続的にリサイクルさせられ、それにょジ・転
換スラリー液の組成は所望の一定値に保たれ、炭酸水素
ナトリウム法が連続して進行する。

この方法をもつと低い温度、例えば６５℃で行なっても
、似たような成果が得られる。次の実施例は、本実施例
を低温で異なるフィードを用いて行、なう場合を示す。

実施例　２ 本実施例ではウェーブシャイブ−塩をフィードとして用
い、炭酸水素ナトリウムを１，０００ｋｇ／時間の速度
で連続的に製造する。用いる操作法は実施例１で用いた
ものと基本的に同じであるが、運転温度は実施例１にお
けるよシ低く、５０℃の代シに３５℃である。

約２０重畳上の結晶性炭酸水素す）　ＩＪウムを含み６
５℃に保たれた転換スラリー中に、固体状のウェーブシ
ャイブ−塩を８６９　ｋ＋＋　７時間の速度で連続的に
導入する。スラリー中における導入ウエーグシャイダー
塩の炭酸水素す）　Ｉ）ラムへの転換は極めて迅速であ
り、スラリー中の固体は本質的にすべて炭酸水素す）　
ＩＪウムである。５．０［１０ｋｇ／時間の速度でスラ
リーを攪拌タンクから連続的にとり出す。実施例１にお
けると同様、転換再結晶化はほんのわずかに発熱性なの
で、所望運転温度６５℃を保つために、特別の加熱、冷
却装置は必要とならない。

とシ出したスラリーは遠心分離にかけ、湿潤炭酸水素ナ
トリウムのケーキｉ　１．０７０ｋｌ／時間（乾脈基準
で１，０００ｋｐ／時間〕の速度で得る。

固体分離段Ｎを終えた転換液流は、転換スラリーにリサ
イクルさせられる前に、ＣＯ２で処理され、それによシ
炭酸塩−炭酸水素塩の濃度が調整され、ひいては、転換
スラリー中の転換液の組成が、本性の連続運転の間中比
較的一定に保たれる。固体フィードがセスキ炭酸ナトリ
ウムであった実施例１と異なシ、本実施例では、リサイ
クル液の一部全パージして適度な水分レベルを保つ必要
がない。

ウェークシャイブ−塩の炭酸水素ナトリウムへの転換に
おいては塩１モルに対し水１モルが消費されるので、本
実施例では、二酸化炭素処理中に９８ｋｙ／時間の速度
で糸に水を補充する。

転換スラリー中の転換液の組成１ｄＮａ２ｃｉ０３１４
重量％−ＮａＨＣ！０３５．７重量％に保たれるのが望
ましい。

この目的のために、転換液流は％１６２ｋＰ／時間の速
度を有する二酸化炭素混合ガス（００２６６谷麓係、残
シは空気）と接触させられ、液中の炭酸塩−炭酸水素塩
の濃度が調整される。混合ガスと転換液流との接触は１
気圧の全運転圧の下で行なわれ、この場合、排出混合ガ
ス中のＣＯ２の定常運転分圧は２３．５　ｋＰａである
。転換液流上のＣＯ２蒸気の平衡分圧は３５℃でわずか
１．　ｉ　ｋＰａである（第２図参照）ので、混合ガス
中の００２は約１０３ｋｐ／時間の速度でリサイクル液
流中に容易に吸収される。この場合ｃｏ２の吸収効率は
８５％である。

Ｃ０２処理された液流は、Ｎａ２ＣＯ３を約Ｚ３重型幅
、ＮａＨＣＯ３（ｊ約１４．９重畳上含有する。　Ｎａ
ＨＣＯ３の一部は固体として存在する。この浴流では４
１３１ｋｐ／時間の速度で転換スラリーに連続的にリサ
イクルさせられ、それによシ転挨スリラー液組成は所望
の一定値に保たれ、かくして炭酸水素ナトリウムの回収
工程が連続進行する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、固体フィードとしてセスキ炭ばナトリウムを
用いる本発明の好ましい実施態様の流れの略図、第２図
は、ＮａＨＣＯ３−Ｎａ２（！０３−Ｈ２０系の相図で
ある。 特許出願代理人 弁理士　山　崎　行　造 第１頁の続き ０発　明　者　フランシス・ラウ　アメリカ合衆国ニュ
ー・ローノく−スφミル拳ロー シャーシー州プレインズボロ、グ ド　２０ 手続補正口 事件の表示 昭和５９年特許願第１７１４０４号 発明の名称 炭酸水素ナトリウム含有複塩の転換による炭酸水素ナト
リウムの製造法 補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　エフ・エム・シー・コーポレーション代理人 住　所　東京都千代田区永田町１丁目１１番２８号補正
の対象

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　炭ば水素ナトリウムの連続的製造法において・
   ｏａ状固体セスキ炭酸ナトリウム又はウエーグシャイダ
   ーＦＪｆ、　（Ｗｅｇｓｃｈｅｉｄｅｒ’ｓ　５ａｌｔ
   ）’！ｒ　ｓ炭酸水素ナトリウムの飽和した。少なくと
   も１０重社％の固体を含有する水性転換スラリー中に導
   入して、前記結晶性フィードを迅速かつ直接に結晶性炭
   酸水素す）　ＩＪウムに転換させ、・この水性転換スラ
   リーの一部をとシ出し、結晶性炭酸水素ナトリウムと水
   性転換液とに分離しくこの省１合、この炭酸水素塩は、
   固体セスキ炭ばナトリウム又はウェーブシャイブ−塩を
   実質的に含まない）、 ・前記炭酸水素塩製品の回収後に残る水性転換液を前記
   水性転換スラリーＶ（リサイクルさせ、Ｏこの転換液の
   炭ば水素塩含有ｉｉｉ：全に液化炭素を導入して可溶性
   炭酸塩を炭酸水素塩に変換させることにより調整して、
   前記転換スラリーの水性液部分を比較的一定の組成に保
   つ、ことを特徴とする連続的製造法。 （２、特許請求の範囲第（１）項に記載の製造法におい
   て、固体フィードがトロナの形態のセスキ炭酸ナトリウ
   ムである、ことＴｈｅ徴とする製造法。 （３）　％許請求の範囲第（１）項に記載の製造法にお
   いてｔ固体フィードの大きさが実質的にすべて８５０μ
   ｍの篩より小さい、ことを特徴とする製造法。 （４）％許請求の範囲！　（１）項に記載の製造法にお
   いて、固体フィードの平均粒径が４２５μｍの篩よシ小
   さく５８μｍの篩より大きい、ことを特徴とする製造法
   。 （５）特許請求の範囲第（１）項に記載の製造、法にお
   いて、転換スラリーの水性液の組成が、炭酸水素ナトリ
   ウムが安定な固相をなし、かつ、か＼る水性液上のＣｏ
   ２蒸気の平衡分圧が最小となるように保たれる、ことｔ
   −％徴とする製造法。 （６）％許Ｊ青求の範囲第（５）項に記載の製造法にお
   いて、転換スラリーの水性液の組成が、Ｃ０２蒸気の平
   衡分圧が１３　ｋＰａよシ小さく保たれるように選ばれ
   る、こと全特徴とする製造法。 （７）特許請求の範囲第（５）項に記載の製造法におい
   て、転換スラリーの水性液の組成が、ＣＯ２蒸気の平衡
   分圧が６．７　ｋＰａよシ小さく保たれるように選ばれ
   る、ことを特徴とする製造法。 （８）％許請求の範囲第（１）項に記載の製造法に訃い
   て、転換スラリーが２０〜１２０℃の温度に保たれる、
   こと全特徴とする製造法。 （９）特許請求の範囲第（１）項に記載の製造法におい
   て、転換スラリーが３５〜８５℃の温度に保たれる、こ
   とを％徴とする製造法。 （１０）特許請求の範囲第（１）項に記載の製造法にお
   いて、転換が攪拌の十分な容器中で行なわれる、ことを
   特徴とする製造法。 ０］）特許請求の範囲第（１）項に記載の製造法におい
   て、転換が１００〜５　ＱＤ　ｋＰａの全運転圧で行な
   われる、こと全特徴とする製造法。 （６）特許請求の範囲第（０項に記載の製造法において
   、転換スラリーの結晶スラリー密度が転換スラリーが最
   大７０重量％の固体金含むように保たれる、こと′ｆＩ
   ：特徴とする製造法。 （至）特許請求の範囲第（ロ）項に記載の製造法におい
   て、転換スラリーの結晶スラリー密度が転換スラリーが
   最大１５〜４０重量係の固体ヲ宮むように保たれる、こ
   とを特徴とする製造法。 ０４　％許請求の範囲Ｍ（１）項に記載の製造法におい
   て、転換スラリー中の平均残留時間が０．２５〜４時間
   である、ことを特徴とする製造法。 αリ　特許請求の範囲第（１）項に記載の製造法におい
   て、転換と二酸化炭素調整とを一つの容器中で行なう、
   ことを特徴とする製造法。 αＱ　特許請求の範囲第（１）項に記載の製造法におい
   て、転換と二酸化炭素調整とを別々に行なう、ことを特
   徴とする製造法。 αη　特許請求の範囲第０９項に記載の製造法において
   、水性転換スラリーの一部とフ出し部分に、その部分を
   炭酸水素ナトリウム製品及び転換液とに分離する以前に
   、ＣＯ２を導入する、ことを特徴とする製造法。 ０樽　％許請求の範囲第０９項に記載の製造法において
   、リサイクル転換液えのＣＯ２の導入を、炭酸水素ナト
   リウム製品の回収後にたｙし膣液を転換スラリーに戻す
   以前に行なう、ことを特徴とする製造法。 θつ　特許請求の範囲第（１）項に記載の製造法におい
   て、二酸化炭素が本質的に純粋な二酸化炭素である１こ
   とを特徴とする製造法。 （ホ）特許請求の範囲第（１）項に記載の製造法におい
   て、ＣＯ２が稀釈ガスを含有し、従ってガス状のＣＯ２
   混合物である、こと全特徴とする製造法。 Ｃυ　特許請求の範囲第に）項に記載の製造法において
   ・ガス状のＣｏ２混合物が少なくとも１ｏ容量％のＣ０
   ２全含有する、ことを特徴とする製造法。 に）特許請求の範囲第に）項に記載の製造法において、
   ガス状のＣＯ２混合物が少なくとも４ｏ容蓋係のＣＯ２
   を含有する、ことを特徴とする製造法。 脅　特許請求の範囲第（イ）項に記載の製造法において
   、ガス状のＣＯ２混合物が水、酸素及び窒素を含有する
   １ことを特徴とする製造法。 （ハ）特許請求の範囲第（１）項に記載の製造法におい
   てに酸化炭素調整を１００〜５００　ｋＰａの全運転圧
   で行なう、ことを特徴とする製造法。 （ハ）特許請求の範囲第（す項に記載の製造法において
   、リサイクルさせる水性転換液の一部全パージさせ、転
   換スラリー中に不純物が蓄積するの全防ぐ、ことを特徴
   とする製造法。 （ハ）特許請求の範囲第（１］項に記載の製造法におい
   て、固体フィードがセスキ炭酸ナトリウムであシ、水性
   スラリーの形で転換スラリーに添加される、ことを特徴
   とする製造法。 ＝Ｖ　特許請求の範囲第（ハ）項に記載の製造法におい
   て、固体セスキ炭酸ナトリウムを、転換スラリーに戻さ
   れる前のリサイクル転換液に導入する、ことを特徴とす
   る製造法。