Determination of growth and dissolution rate of sodium perborate tetrahydrate in the presence of silica in a fluidized bed reactor

Abstract

Sodyum perborat tetrahidrat ağartıcı özelliğinden dolayı deterjan üretiminde kullanılır ve sodium metaborat ile hidrojen peroksitin sulu çözeltilerinden reaksiyonlu kristalizasyon ile elde edilir. Sodyum perborat tetrahidratın fiziksel özellikleri; kristalizasyon koşulları, ortam stokiometrisi ve ortamda bulunan veya ortama sonradan eklenen katkıların etkisi ile değiştirilebilir. Bu çalışmada sodyum silikat varlığının, sodyum perborat tetrahidrat kristallerinin büyüme ve çözünme hızları üzerindeki etkisi incelenmiştir. Deney sistemi olarak akışkan yataklı kristalizör kullanılmıştır. Deneyler stokiometrik ortamda ve ağırlıkça %2.5 metaborat fazlalığında farklı sodyum silikat konsantrasyonlarında değiştirilerek yürütülmüştür. Deneyler sonucunda sodyum perborat tetrahidratın büyüme ve çözünme hızları tespit edilmiştir. Farklı aşırı doygunluk ve doymamışlıkta yürütülen deneyler sonucunda, sodyum perborat tetrahidrat kristallerinin fotoğrafları çekilmiştir.Stokiometrik ortamda yürütülen deneyler sonucunda; sodyum perborat tetrahidrat kristallerinin çözünme hızı tane boyutundan etkilenmemekle beraber büyüme hızı tane boyutuna bağlı olarak artmıştır. Ayrıca stokiometrik ortamda değişen silis konsantrasyonu büyüme hızını bastırmıştır. %2,5 metaborat varlığında yapılan deneylerin sonucunda sodyum perborat tetrahidrat kristallerinin büyüme hızının bastırıldığı, yüksek silis konsantrasyonlarında bu etkinin daha da arttığı görülmüştür. Elde edilen bütün sonuçlara dayanarak sodyum perborat üretiminin %2,5 metaborat fazlalığında yapılabileceği ve stabilizör olarak silis kullanılmasının olumsuz bir etki yaratmayacağı belirlenmiştir.

Sodium perborat is used in production of detergents because of its bleaching characteristic and is produced from aqueous solutions of sodium metaborate and hydrogen peroxide via reacted crystallization. The physical features of sodium perborate tetrahydrate can be altered by crystallization conditions, stochiometri of the media, and the impurities that are present in the media or the impurities that are added to the media.In this study, the effect of the presence of sodium silicate on the growth and dissolution rates of sodium perborate tetrahydrate. Fluidized bed crystallizer is used as experimental set-up. The experiments are carried out in stochiometric media and in the presence of %2.5 metaborate excess in the presence of different silica concentrations. The growth and dissolution rates are determined at the end of experiments. The microscopic photographs of sodium perborate crystals are taken for the experiments carried out in stoichiometric media and in the presence of 2.5% NaBO2.As a result of the experiments in stochiometric media, it is seen that although the dissolution rate of sodium perborate tetrahydrate is not affected by the particle size, but the growth rate increases depending on the particle size. Also, the change in silica concentration suppressed the growth rate of sodium perborate tetrahydrate in stochiometric media. Experiments carried out in the presence of % 2.5 metaborate excess, it is seen that the growth rate of sodium perborate tetrahydrate is suppressed and the effect is higher at high silica concentrations. Considering the results obtained, it can be concluded that the production of sodium perborate tetrahydrate can take place in the presence of 2.5 % metaborate excess and using silica as stabilizer will not create a negative impact.