Verfahren zum Umkristallisieren von MeIamin. Für die meisten Anforderungen der Tech nik ist das bei der Fabrikation anfallende Rohmelamin zu wenig rein. Das Umkristalli- sieren aus Wasser kam bisher wegen der ge ringen Löslichkeit des Melamins nur für die laboratoriumsmässige, nicht aber für die grosstechnische Reinigung in Betracht.
Da die Löslichkeit des Melamins in Wasser von gewöhnlicher Temperatur nur etwa 1/3o, und in kochendem Wasser etwa 113o des Gewich tes der verelendeten Wassermenge beträgt, müssten beispielsweise zum Umkristallisieren von 10 kg Melamin rund 300 Liter Wasser auf Siedetemperatur erhitzt werden,
wozu neben grossen Apparaturen ein ganz beträcht licher Wärmeaufwand notwendig wäre. Durch diese Nachteile wird das Verfahren zu umständlich und unwirtschaftlich.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Verfahren zum Umkristallisieren von Melamin, welches dadurch gekennzeich net ist, dass die melaminhaltigen Stoffe in geschlossenem Gefäss mittels Wasser von über 100 in Lösung gebracht werden und aus den so erhaltenen Lösungen das Melamin durch Abkühlenlassen, gegebenenfalls nach vorgängiger Druckfiltration, ausgeschieden wird.
Es hat sich nämlich gezeigt, dass die Lös lichkeit des Melamins in Wasser beim Er hitzen des letzteren auf Temperaturen über 100 , was natürlich unter Druck, das heisst im geschlossenen Gefäss erfolgen muss, uner wartet rasch ansteigt und z. B. bei<B>180'</B> etwa 1/4 und mehr des Gewichtes des ver wendeten Wassers oder mehr als das Sieben fache der Löslichkeit in kochendem Was ser beträgt. Dadurch wird es möglich, beim Umkristallisieren von z. B. 10 kg Melamin, statt wie oben mit 300 Liter Wasser, hier schon mit 40 Liter auszukommen.
Die Mög lichkeit, zum Umkristallisieren des Melamins aus Wasser derart hohe Temperaturen an wenden zu können, ist um so überraschender, als zu befürchten war, dass das Melamin einer solch massiven Behandlung nicht stand halten und in grösserer Menge zu Ammelin, Ammelid oder gar Cyanursäure abgebaut würde. Dies trifft nun bei zweckmässiger Arbeitsweise nicht zu. Durch geeignete Re gelung der Temperatur und der Behand lungsdauer sowie gegebenenfalls durch Mit verwendung von Stoffen, welche, wie z. B.
Ammoniak, einer solchen Zersetzung ent gegenwirken, kann der Abbau weitgehend vermieden werden. So kann beispielsweise bei .einstündiger oder längerer Einwirkung eine Temperatur von<B>150'</B> und bei sehr kur zer Behandlungsdauer sogar eine solche von 200' und mehr angewandt werden, ohne dass beträchtliche Verluste durch Zersetzung ein treten.
Erfindungsgemäss kommen Temperaturen über<B>100'</B> in Frage. Für die praktische Durchführung des Verfahrens haben sich aber Temperaturen von 140 bis 220 , vor zugsweise solche von 150 bis 180o, als be sonders geeignet erwiesen.
Die praktische Durchführung des erfin dungsgemässen Verfahrens erfolgt am ein fachsten so, dass 'man Rohmelamin mit der nötigen Menge Wasser in einem Druckgefäss unter ständigem Rühren erhitzt, bis Lösung eingetreten ist. Dann wird durch ein Druck filter filtriert, wobei gegebenenfalls in an sich bekannter Weise Filtrierhilfsstoffe, wie Diatomeerierde,
- Kohle usw., mitverwendet werden. Hierauf lässt man in der Vorlage, vor teilhaft unter Rühren, abkühlen und trennt schliesslich das auskristallisierte Melamin in bekannter Weise von der Mutterlauge ab, wäscht und trocknet.
Man kann aber auch so verfahren, dass man die Lösung des Rohmelamins ohne Rüh ren sich abkühlen lässt. Man erhält in diesem Falle so grobe Melaminkristalle, dass sich der -grösste Teil der feinen, wasserunlöslichen Verunreinigungen leicht durch Dekantation mit Wasser von den Kristallen entfernen lässt.
Es ist auch möglich, das Umkristallisie- ren kontinuierlich vorzunehmen, indem bei spielsweise das Rohmelamin mit der notwen digen Menge Wasser unter Rühren durch ein beheiztes Gefäss gepresst wird, wobei sich das Melamin löst, und dann die Lösung gegebenenfalls durch ein Druckfilter kon- tinuierlich. abgeblasen wird.
Das Verfahren kann, wenn erwünscht, mit bekannten Reinigungsmethoden für Melamin kombiniert werden. So kann das Melamin beispielsweise vorgängig oder nach träglich mit Wasser oder wässrigen Alkalien gewaschen werden, gegebenenfalls unter Mit verwendung von andern Stoffen, welche Ver- unreinigungen des Melamins in Lösung zu halten vermögen. Als derartige Stoffe kom men z.
B. schwache organische, insbesondere hydroxylierte Säuren, wie Wein-, Zitronen-, Glucuronsäure oder. ähnliche, vorzugsweise in Form ihrer Alkalisalze, ferner Polyoxy - verbindungen, wie Glyzerin, Mannit oder dergleichen, in Betracht. Diese Stoffe, übri gens auch die Alkalien, können selbstver ständlich auch in einer beliebigen, geeigneten Stufe des vorliegenden Verfahrens zuge setzt werden.
Das Verfahren kann in einfacher ..Weise direkt mit der Herstellung des Melamins ver bunden werden, indem das gebildete Roh- melamin im gleichen Gefäss, in dem es an fällt,. der .-erfindungsgemässen Behandlung unterworfen wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren be nötigt keine umfangreichen Apparaturen, vermeidet die grossen Verluste an Melamin, die durch die Anwendung von grossen Men gen Wasser verursacht werden, und bietet daher den Vorteil grosser Einfachheit und Wirtschaf tlichkeit.
Ein besonderer Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass gegebenenfalls vorhandenes, von der Herstellung des Melamins herrühren des Eisen, welche die gelbe Färbung des Melamins verursacht und für die weitere Verarbeitung störend wirkt, auf diesem Wege praktisch vollständig entfernt wird. Dadurch wird es möglich, auch bei Anwen dung von billigen Rohstoffen und Appara turen, ein weisses Melamin mit weniger als 0,05 /"o Eisengehalt zu erhalten, während bisher zu diesem Zwecke nur praktisch eisen freie Roh- und Hilfsstoffe und nichtrostende Apparaturen verwendet werden mussten.
Die nachfolgenden Beispiele sollen nun den Gegenstand der vorliegenden Erfindung näher erläutern. Im Rahmen der Erfindung können selbstverständlich auch andere Aus- führungsvarianten zur Anwendung gelangen.
Beispiel <I>1:</I> In einem emaillierten Druckgefäss von 1000 Volumenteilen Inhalt werden 200 Ge- wichtsteile Melamin mit einem Gehalt an Reinmelamin von<B>92,3</B> ö und 300 Gewichts teile Wasser unter Rühren auf 180 erhitzt und dann während 3/4 Stünden unter Rüh ren und hierauf noch. i/4 Stunde bei abge- stelltem Rührer auf dieser Temperatur be halten.
Dann lässt man erkalten und erhält schliesslich einen sehr grobsandigen Kristall brei, dessen Kristallkörner bis 20 mm lang werden können und von welchem die dar- über stehende, schwach ammoniakalische Flüssigkeit durch Dekantation entfernt wird. Zur Entfernung des. die unlöslichen Verun reinigungen enthaltenden Schlammes wird nun der Kristallbrei so oft mit Wasser auf gewirbelt und die entstehende trübe Flüs sigkeit jeweils abgegossen, bis klares Was ser abfliesst. Dann werden die Kristalle 2 Stunden bei l10 getrocknet.
Man erhält 163 Gewichtsteile 95 %ige, Ware, was 81,5 des verwendeten Rohmelamins bezw., als Reinmelamin berechnet, etwa 83,8/"0 des im Rohmelamin enthaltenen Reinmelamins ent spricht.
Wird das umkristallisierte Produkt mit der doppelten Menge 0,8%iger Natronlauge ausgerührt, laugenfrei gewaschen und ge trocknet, so erhält man ein Melamin mit einem Reinmelamingehalt von 99,15 %.
<I>Beispiel 2:</I> In einem Druckgefäss, von 1000 Volumen teilen Inhalt werden 120 Gewichtsteile 92%iges Melamin zusammen mit 680 Gre- wiehtsteilen Wasser unter Rühren auf 150 erhitzt und während einer Stunde auf dieser Temperatur gehalten.
Hierauf wird bei ab gestelltem Rührer erkalten gelassen und der schliesslich erhaltene grobkörnige Kristall brei nach den Angaben des Beispiels 1 weiter verarbeitet. Ausbeute und Reinheits- grad,des so umkristallisierten Melamins. ent sprechen denjenigen des Beispiels 1.
Beispiel <I>3:</I> In einem Druckgefäss mit angeschlosse nem Druckfilter werden 200 Gewichtsteile eines Rohmelamins mit einem Melamingehalt von<B>92%</B> und einem Eisengehalt von etwa 0,3 /0o zusammen mit 1000 Gewichtsteilen Wasser im Laufe von 12 Minuten auf 180 erhitzt.
Die erhaltene Melaminlösung wird nun mit komprimierter Luft durch das Druckfilter gedrückt, welches auf einer Gewebe-Papierlage eine dünne Schicht Filter erde enthält und auf einer Temperatur von 170 gehalten wird, und in der Vorlage er kalten gelassen.
Der dabei entstehende feine Kristallbrei wird nun von den Mutterlaugen durch Auswaschen völlig befreit und dann getrocknet. Man erhält 164 Gewichtsteile eines 95%igen Melamins, was einer Aus beute von 82 % des verwendeten Rohmelamins oder, berechnet als Reinmelämiri, einer söl- chen von etwa 84,6% des im Rohmelamin vorhandenen Reinmelamins entspricht.
Wird das so erhaltene, 95%ige Melamin noch mit 0,8 %igemNatronhydrateine Stunde gerührt, abgenutsebt, laugenfrei gewaschen und dann bei 110 getrocknet, so wird ein Produkt mit einem Melamingehalt von 97,4% und einem Eisengehalt von ungefähr 0,005'/,o erhalten.
<I>Beispiel</I> .I: 4500 Gewichtsteile Rohmelamin mit einem Melamingehalt von<B>92,0%</B> und einem Eisengehalt von 0,32'/", werden in einem Druckgefäss mit 10500 Volumenteilen Was ser auf rund 180 C erhitzt. Die erhaltene Lösung wird durch eine Druckfilterpresse ge drückt und unter teilweisem Öffnen des Ent- leerungshahnes in eine offene Vorlage ge spritzt.
Man erhält einen weissen Kristallbrei, der mit Natronlauge bei einem pg 12-13 eine Stunde ausgerührt, dann alkalifrei ge waschen, getrocknet und gemahlen wird. Das gereinigte Melamin, über<B>95%</B> der Theorie, hat einen Melamingehalt von rund 98,5 und einen Eisengehalt von etwa 0,005 /00. Es ist schneeweiss und löst sich in Wasser und Formaldehyd klar auf.
Wird die obengenannte Behandlung mit Natronlauge am Rohmelamin, das heisst vor gängig der Umkristallisation, vorgenommen, so erhält man beim nachfolgenden erfin dungsgemässen Umkristallisieren einen Kri stallbrei, der nach dem Entwässern ein schneeweisses, völlig.wasser-@Und formaIdehyd- lösliches und wie oben praktisch eisenfreies Endprodukt mit einem Melamingehalt von etwa 99,4% liefert.