DE1097963B

DE1097963B - Process for the production of non-hygroscopic free-flowing, condensed glassy phosphates

Info

Publication number: DE1097963B
Application number: DEG26732A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Horst Roesler; Ludwig Mattes
Original assignee: Giulini Gebrueder GmbH
Current assignee: BK Giulini Chemie GmbH
Priority date: 1959-03-28
Filing date: 1959-03-28
Publication date: 1961-01-26

Description

Verfahren zur Herstellung von nicht hygroskopischen frei fließenden, kondensierten glasigen Phosphaten Kondensierte Phosphate der allgemeinen Formel Nan+2Pn 03n+1 bei denen n größer als 3 ist, werden in großem Umfang zur Wasseraufbereitung, zur Herstellung von Waschmitteln, bei der Schmelzkäseaufbereitung usw. verwendet. Zu diesen Phosphaten gehört das Grahamsche Salz, das auch als Natriummetaphosphat oder als Natriumhexametaphosphat bezeichnet wird, sowie Natriumtetrapolyphosphat, Natriumhexapolyphosphat usw. Bei den genannten Phosphaten handelt es sich um keine chemisch eindeutigen Individuen, sondern um Mischungen von Phosphaten verschiedener Kondensationsgrade, die jedoch im Alkalioxyd-Phosphorpentoxyd-Verhältnis der jeweiligen Bruttoformel entsprechen. Diese kondensierten Phosphate, die insbesondere wegen ihres guten Kalkbindevermögens sehr umfangreiche Einsatzmöglichkeiten bieten, haben den großen Nachteil, daß sie stark hygroskopisch sind und daher leicht verbacken. Beim Auflösen größerer Mengen in Wasser verkleben diese pulverförmigen Produkte so stark, daß sie im Gefäß einen sirupartigen Bodenbelag bilden, der äußerst schwer in Lösung zu bringen ist. Infolge der meist fehlenden Rieselfähigkeit können diese kondensierten Phosphate ebenfalls keinem gesprühten Pulver zugesetzt werden.Process for the production of non-hygroscopic free-flowing, condensed glassy phosphates Condensed phosphates of the general formula Nan + 2Pn 03n + 1 where n is greater than 3 are used to a large extent for water treatment, Used in the manufacture of detergents, in processed cheese processing, etc. Graham's salt, also called sodium metaphosphate, is one of these phosphates or as sodium hexametaphosphate, as well as sodium tetrapolyphosphate, Sodium hexapolyphosphate, etc. The phosphates mentioned are not chemically unique individuals, but rather mixtures of phosphates of different types Degrees of condensation, however, in the alkali oxide-phosphorus pentoxide ratio of the respective The gross formula. These condensed phosphates, in particular because of their good lime binding capacity offer very extensive application possibilities the great disadvantage that they are very hygroscopic and therefore easily caked. When larger quantities are dissolved in water, these powdery products stick together so strong that they form a syrupy floor covering in the vessel, which is extremely heavy is to be brought into solution. Due to the lack of flowability, these can condensed phosphates also cannot be added to a sprayed powder.

Es ist bereits bekannt, ein besseres Auflösungsvermögen und eine bessere Rieselfähigkeit durch gröberes Mahlen von Schmelzphosphaten zu erreichen. Ferner wurde bereits versucht, durch Überziehen der Phosphatteilchen mit anderen Stoffen oder Vermischen dieser Phosphate mit nicht hygroskopischen Substanzen die Hygroskopizität herabzusetzen. Alle diese Maßnahmen führten jedoch nicht zu dem gewünschten Erfolg. Außerdem ist es bekannt, daß die Hygroskopizität pulverförmiger anhydrischer Phosphate durch Befeuchtung und anschließende Erhitzung herabgesetzt werden kann. Dieses Verfahren ist jedoch umständlich und unwirtschaftlich, weil das eingeführte Wasser zum größten Teil wieder verdampft werden muß.It is already known a better resolution and a better one Achieving flowability by coarsely grinding melt phosphates. Further has already been tried by coating the phosphate particles with other substances or mixing these phosphates with non-hygroscopic substances increases the hygroscopicity to belittle. However, none of these measures led to the desired success. It is also known that the hygroscopicity of powdered anhydrous phosphates can be reduced by humidification and subsequent heating. This method however, it is cumbersome and uneconomical because the water introduced is too large Part must be evaporated again.

Es wurde nun gefunden, daß gut rieselfähige, nicht hygroskopibche, dabei leichtlösliche Produkte erhältlich sind, wenn man kondensierte Phosphate der allgemeinen Forme' Nan+2 Pn 03n+1 bei denen za größer als 3 ist, unter gleichzeitiger Zuhilfenahme zweier verschiedener Granulationshilfsmittel granuliert. Das eine Hilfsmittel ist eine Granulationsflüssigkeit, das andere ein Stoff, der in der Lage ist, die gerade zugeführte flüssige Substanz wieder zu binden.It has now been found that free-flowing, non-hygroscopic, easily soluble products are available if you use condensed phosphates of the general forms' Nan + 2 Pn 03n + 1 in which za is greater than 3, under simultaneous With the aid of two different granulation aids, granulated. The one tool is a granulation liquid, the other a substance that is capable of the to bind the liquid substance that has just been supplied again.

Durch dieses Verfahren werden die genannten kondensierten Phosphate mit dem bekannten Granulierteller in Granulate übergeführt, wobei die Größe der Granulate von der Geschwindigkeit, der Schrägstellung des Granu-Tiertellers und der Granulierzeit abhängig ist. Die während des Granulierens zuerst zudosierte flüssige Substanz hat den Zweck, die einzelnen Phosphatteilchen zu umhüllen und zu Agglomeraten zu vereinigen. Da die Agglomerate eine gewisse Klebrigkeit aufweisen, muß die zugeführte Flüssigkeit anschließend durch Bindemittel gebunden werden. Hierbei tritt der Effekt auf, daß die weichen, klebrigen Agglomerate zu Granulaten verfestigt und von den Bindemitteln überzogen werden.Through this process, the aforementioned condensed phosphates converted into granules with the known granulating plate, the size of the Granules on the speed, the inclination of the Granu plate and the granulation time is dependent. The first liquid added during granulation The purpose of the substance is to coat the individual phosphate particles and to form agglomerates to unite. Since the agglomerates have a certain stickiness, the added must Liquid can then be bound by binding agents. This is where the effect occurs on that the soft, sticky agglomerates solidified into granules and from the Binders are coated.

Als flüssige Granulationshilfsmittel können die verschiedensten Stoffe verwendet werden, wobei die Wahl des flüssigen Granulationshilfsmittels im wesentlichen vom gedachten Einsatzzweck des granulierten, kondensierten Phosphates abhängt. Bei Verwendung der kondensierten Phosphate beispielsweise in Wasch- und Reinigungsbädern wird man vorzugsweise flüssige waschaktive Substanzen bzw. deren wäßrige Lösungen einsetzen. Bei Phosphaten, die in Spülbädern oder beim Waschprozeß; bei dem keine Schaumbildung erforderlich bzw. erwünscht ist, eingesetzt werden, wird Wasser als flüssiges Granulationshilfsmittel verwendet.A wide variety of substances can be used as liquid granulation auxiliaries can be used, the choice of liquid granulation aid being essential depends on the intended use of the granulated, condensed phosphate. at Use of the condensed phosphates, for example, in washing and cleaning baths one is preferably liquid detergent substances or their aqueous solutions insert. In the case of phosphates that are used in rinsing baths or during the washing process; in which none Foaming is required or desired to be used, water is used as liquid granulation aid used.

Als feste Granulationshilfsmittel kommen solche Stoffe in Frage, die sehr leicht das flüssige Granulationshilfsmittel zu binden vermögen. Da das Komplexbindevermögen der kondensierten Phosphate nicht herabgesetzt werden soll, hat sich die Verwendung von Natriumtripolyphosphat als besonders günstig erwiesen. Auch Natriumbikarbonat kann für sich allein oder in Verbindung mit Natriumtripolyphosphat verwendet werden, da es in Verbindung mit den kondensierten Phosphaten der Formel Nan+2 Pn 03n+1 bei denen n größer als 3 ist, beim Auflösen in Wasser Gasblasen entwickelt, wodurch die Löslichkeit des Produktes gefördert wird. An flüssigem Granulationshüfsmittel werden in der Regel 1 bis 10 °/a, vorzugsweise 1 bis 20/6-, bezogen auf das zu granulierende Produkt, zugesetzt, während von dem festen Granulationshilfsmittel 2 °/o und mehr je nach Art und gewünschter Wirkung zugegeben werden. . -Bei diesem Arbeitsverfahren bleibt die chemische Zusammensetzung der glasigen, kondensierten Phosphate unverändert, während die physikalischen Eigenschaften verbessert werden. Die sonst stark hygroskopischen, an der Luft leicht zerfließenden Phosphate bleiben nieselfähig, sind nicht hygroskopisch und lösen sich in Wasser, ohne zu verkleben, auf Das Kalkbindevermögen dieser Produkte bleibt erhalten. Weiterhin hat dieses Verfahren den Vorteil, daß keinerlei Wärmeenergie aufgewendet ,verden muß. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein schüttiges Produkt mit einem Schüttgewicht von 900 bis 1000 g/l erhalten, während ein gleiches, unbehandeltes Produkt ein Schüttgewicht von 1600 bis 1700 g/1 aufweist.Substances that can be used as solid granulation auxiliaries are able to bind the liquid granulation aid very easily. Since the complex binding capacity the condensed phosphates should not be reduced, the use has of sodium tripolyphosphate proved to be particularly beneficial. Also sodium bicarbonate can be used on its own or in conjunction with sodium tripolyphosphate, because in connection with the condensed phosphates it has the formula Nan + 2 Pn 03n + 1 where n is greater than 3, gas bubbles are developed when dissolved in water, whereby the solubility of the product is promoted. On liquid granulation aid are usually 1 to 10 ° / a, preferably 1 to 20/6, based on the granulate Product added while of the solid granulation aid 2% and more can be added depending on the type and desired effect. . -In this working process the chemical composition of the glassy, condensed phosphates remains unchanged, while the physical properties are improved. The otherwise strongly hygroscopic, Phosphates that dissolve easily in the air can be drizzled and are not hygroscopic and dissolve in water without sticking. The lime-binding capacity of these products remains. Furthermore, this method has the advantage that no heat energy whatsoever expended, must be wasted. According to the method according to the invention, a bulk Product obtained with a bulk density of 900 to 1000 g / l, while the same, untreated product has a bulk density of 1600 to 1700 g / l.

Produkte, die Gemische aus Grahamschem Salz mit 18 % Natriumtripolyphosphat und 3 % Natriumbikarbonat darstellen, haben ein Schüttgewicht von 1600 g/1. Die physikalischen Eigenschaften dieser Gemische sind gegenüber der reinen Substanz unverändert, d. h., sie neigen zum Verbacken, zum Zerfließen beim Lagern an feuchter Luft und zum Verkleben beim Auflösen in Wasser. Ein nach der Erfindung hergestelltes Produkt bleibt dagegen bei Lagerung an feuchter Atmosphäre mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von etwa 90 % nieselfähig.Products which are mixtures of Graham's salt with 18 % sodium tripolyphosphate and 3 % sodium bicarbonate have a bulk density of 1600 g / l. The physical properties of these mixtures are unchanged compared to the pure substance, ie they tend to cake, to melt when stored in moist air and to stick together when dissolved in water. A product produced according to the invention, on the other hand, remains drizzle when stored in a humid atmosphere with a relative humidity of about 90%.

In der britischen Patentschrift 633 952 wird bereits ein Verfahren zur Herstellung von agglomeriertem Natriumhexametaphosphat mittels Wasser und gegebenenfalls eines alkalischen Adjustiermittels, wie Natriumkarbonat bzw. Natriumbikarbonat, beschrieben. Das Natriumhexametaphosphat wird durch Hinzufügen von Wasser agglomeriert, ausgesiebt und durch Trocknung im Vakuum auf einen Restwassergehalt von 0,5 bis 0,2 °/o gebracht. Zur Erzeugung der Agglomerate wird ein Rührbehälter, vorzugsweise ein Kippknetmassenmischer, verwendet. Abgesehen davon, daß nach der britischen Patentschrift 633 952 zwei Verfahrensstufen erforderlich sind; nämlich die Aussiebung vor der Trocknung und die Trocknung durch Wärme im Vakuum, die gemäß vorliegender Erfindung nicht notwendig sind, werden im Kippknetmasgenmischer keine frei fließenden, nicht hygroskopischen und nicht klebenden Granulate erhalten, die ohne weitere Behandlung verwendbar sind.In British patent 633 952 a method is already used for the production of agglomerated sodium hexametaphosphate using water and optionally an alkaline adjusting agent, such as sodium carbonate or sodium bicarbonate, described. The sodium hexametaphosphate is agglomerated by adding water, sieved out and dried in vacuo to a residual water content of 0.5 to 0.2 per cent. To produce the agglomerates, a stirred tank is preferably used a kneading dough mixer is used. Apart from that according to the British patent specification 633 952 two procedural stages are required; namely the screening before the Drying and drying by heat in a vacuum, according to the present invention are not necessary, no free-flowing kneading mixers do not hygroscopic and non-sticky granules obtained without further treatment are usable.

Beispiele 1. Es wurde der Versuch 1 aus der britischen Patentschrift 633 952 unter Verwendung des genannten Kippknetmassenmischers nachgearbeitet. Das anfallende Produkt stellt eine knetbare und grobbröcklige Masse dar, die ohne weitere Trocknung und Vermahlung nicht verwendbar ist. Nach einer Lagerzeit von 3 Monaten ist das Produkt steinhart.Examples 1. It became Run 1 of the British Patent 633 952 reworked using the aforementioned kneading mass mixer. That Resulting product is a kneadable and coarse crumbly mass, which without further Drying and grinding cannot be used. After a storage time of 3 months the product is rock hard.

2. Die verfabrensgemäße Granulierung wurde im Kippknetmassenmischer durchgeführt. Das anfallende Produkt stellt ein grobkörniges Pulver dar, das nicht frei rieselfähig ist.und noch klebt. Nach 3 Monaten ist das Produkt verhärtet.2. The granulation according to the method was carried out in a tilting kneading mass mixer carried out. The resulting product is a coarse-grained powder that is not is free-flowing and still sticks. After 3 months the product has hardened.

3. Auf einen Granuliezteller mit einem Durchmesser von etwa 1,2 m wurden in leichter Schrägstellung 20 kg pulverförmiges Grahamsches Salz gegeben. Unter fortlaufender konstanter Umdrehung des Tellers wurden 900 ml Wasser mit Hilfe eines Sprühaggregates zugefügt. Nach erfolgter Agglomeration wurden 2 kg Natriumbikarbonat in Pulverform zugesetzt. Nach kurzer Granulierzeit erhält man ein kugelförmiges, frei fließendes, nicht hygroskopisches und nicht klebendes Granulat, welches ohne weitere Behandlung verwendbar ist. Das Produkt ist nach 3 Monaten unverändert.3. On a granulate plate with a diameter of about 1.2 m 20 kg of powdered Graham's salt were placed at a slight angle. With the plate continuously rotating at a constant rate, 900 ml of water were added with the aid a spray unit added. After agglomeration, 2 kg of sodium bicarbonate were added added in powder form. After a short granulation time, a spherical, free-flowing, non-hygroscopic and non-sticky granules, which without further treatment is usable. The product is unchanged after 3 months.

4. Der im Beispiel 3 beschriebene.. Versuch- wurde in der Weise abgeändert, daß die festen Komponenten zunächst gemischt und dann erst mit Wasser besprüht wurden. Das anfallende Produkt stellt ein grobkörniges Pulver entsprechend Beispiel 2 dar, das nicht frei nieselfähig ist und noch klebt. Nach einer Lagerzeit von 3 Monaten ist das Produkt hart, verbacken und nicht nieselfähig.4. The experiment described in Example 3 was modified in such a way that that the solid components were first mixed and only then sprayed with water. The resulting product is a coarse-grained powder according to Example 2, that cannot be drizzled freely and is still sticky. After a storage time of 3 months the product is hard, caked and cannot be drizzled.

Die Versuche zeigen, daß nur bei Anwendung der verfahrensgemäßen Maßnahmen - zuerst Besprühen mit dem flüssigen Granulierhilfsmittel und dann Zusatz des festen Granulierhilfsmittels - in einem Granulierteller die technisch brauchbaren Granulate erhalten werden.The tests show that only when applying the procedural measures - First spraying with the liquid granulating aid and then adding the solid Granulating aid - the technically usable granulates in a granulating plate can be obtained.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of non-hygroscopic, free flowing, condensed, glassy phosphates that have the general formula Nan + z correspond to P1 & 0s + 1 and where zz is greater than 3, with liquid and solid granulating aids, characterized in that the powdery, condensed phosphates with a liquid granulating aid on a granulating plate granulated and then a solid that binds the liquid granulating aid Granulating aid added.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the liquid granulating aid is water and / or liquid, detergent substances and / or their aqueous solutions can be used.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the solid granulation aid is phosphates which correspond to the general formula Nan + zPn 0, + i and where n is not greater than 3.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that that as a solid granulation aid wholly or partially used sodium bicarbonate will.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the solid Granulation auxiliaries partially added to the liquid granulation auxiliaries will. References considered: British Patent No. 633,952.