DE1202768B

DE1202768B - A process for making an alkali polyphosphate product containing at least about 25 weight percent alkali trimetaphosphate

Info

Publication number: DE1202768B
Application number: DEM55307A
Authority: DE
Inventors: Joe S Metcalf; Chung Yu Shen
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1962-01-02
Filing date: 1963-01-02
Publication date: 1965-10-14

Description

Verfahren zur Herstellung eines mindestens etwa 25 Gewichtsprozent Alkalitrimetaphosphat enthaltenden Alkalipolyphosphatproduktes Die Erfindung betrifft ein verbessertes Calcinierungsverfahren zur Herstellung von Natriumtrimetaphosphat und Alkalitrimetaphosphate enthaltenden Alkalipolyphosphatprodukten, die eine minimale Menge an wasserunlöslichen Metaphosphaten enthalten.Process for Making an Alkali Polyphosphate Product Containing at least about 25 weight percent alkali metal trimetaphosphate. This invention relates to an improved calcination process for making alkali metal polyphosphate products containing sodium trimetaphosphate and alkali metal trimetaphosphates which contain a minimal amount of water-insoluble metaphosphates.

Ein großes Problem bei der Herstellung von Alkalitrimetaphosphaten im technischen Maßstab ist, Trimetaphosphatprodukte mit einem verhältnismäßig geringen Gehalt, d. h. weniger als etwa 0,5 Gewichtsprozent, an wasserunlöslichen Metaphosphaten nach einem wirtschaftlich tragbaren Verfahren herzustellen. Bisher stellte die Herstellung von Alkalitrimetaphosphaten mit sehr geringen Gehalten an unlöslichen Metaphosphaten eine sehr schwierige Aufgabe dar und verbot sich gewöhnlich aus Kostengründen. Man hat z. B. Natriumtrimetaphosphat durch Calcinieren von Mononatriumorthophosphat bei Temperaturen oberhalb von etwa 450'C, bis der Gehalt an unlöslichen Metaphosphaten des Natriumtrimetaphosphatproduktes bis auf einen annehmbaren Wert herabgesetzt ist, hergestellt. Bei dieser Verfahrensweise war jedoch ein längeres Calcinieren bei Temperaturen oberhalb etwa 450'C erforderlich, was für die meisten Fälle wirtschaftlich untragbar war. Da es aber für viele wirtschaftliche Verfahren und Anwendungszwecke, für die die Natriumtrimetaphosphate in Frage kommen, wünschenswert und bisweilen auch erforderlich ist, daß sich die Alkalitrimetaphosphatprodukte praktisch vollständig in Wasser lösen, war die Lösung dieses Problems sehr dringlich.A major problem in the production of alkali trimetaphosphates on an industrial scale is to obtain trimetaphosphate products with a relatively low content, i.e. H. less than about 0.5 weight percent, of water-insoluble metaphosphates by an economically viable process. Up to now, the production of alkali metal trimetaphosphates with very low contents of insoluble metaphosphates has been a very difficult task and has usually been prohibited for reasons of cost. One has z. B. Sodium trimetaphosphate by calcining monosodium orthophosphate at temperatures above about 450 ° C until the insoluble metaphosphate content of the sodium trimetaphosphate product is reduced to an acceptable level. In this procedure, however, longer calcining at temperatures above about 450 ° C. was necessary, which was economically unacceptable for most cases. Since, however, for many economic processes and applications for which the sodium trimetaphosphates come into question, it is desirable and sometimes also necessary that the alkali metal trimetaphosphate products dissolve practically completely in water, the solution to this problem was very urgent.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Calcinierungsverfahren zu schaffen, nach dem Alkalitrimetaphosphat oder Alkalitrimetaphosphatgemische, die von unlöslichen Metaphosphaten praktisch frei sind, in wesentlich kürzerer Zeit als bisher hergestellt werden können.The invention is therefore based on the object of a calcination process to create after the alkali trimetaphosphate or alkali trimetaphosphate mixtures, which are practically free of insoluble metaphosphates in a much shorter time than previously can be produced.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung eines Alkalipolyphosphatproduktes, das mindestens etwa 25 Gewichtsprozent Alkalitrimetaphosphat enthält, Alkaliphosphate mit einer durchschnittlichen Steigerung der Temperatur um mehr als 100'C je Minute im Temperaturbereich von etwa 250 bis etwa 450'C auf eine Temperatur über etwa 450'C, jedoch unterhalb des Schmelzpunktes des Alkalipolyphosphatproduktes, erhitzt. Bei der Herstellung von reinem Natriumtrimetaphosphat aus Mononatriumorthophosphat wurde z. B. gefunden, daß - wenn die Temperatur des Mononatriumorthophosphats in etwa 1 Minute von etwa 100'C bis auf etwa 550'C erhöht wird - das erhaltene Produkt weniger als etwa 0,1 Gewichtsprozent unlösliche Metaphosphate enthält. Dies ist eine wesentliche Verbesserung gegenüber den bekannten Verfahren zur Herstellung von Natriumtrimetaphosphat, bei denen durch Erhitzen von Mononatriumphosphat auf etwa 550'C nach dem Gegenstromprinzip Produkte mit einem Gehalt von 5 bis 6 Gewichtsprozent und beim Erhitzen im Gleichstromprinzip Produkte mit einem Gehalt von 4 bis 5 Gewichtsprozent an unlöslichen Metaphosphaten erhalten wurden.The invention is characterized in that for the preparation of an alkali polyphosphate product which contains at least about 25 percent by weight alkali nitrimetaphosphate, alkali phosphates with an average increase in temperature of more than 100 ° C per minute in the temperature range from about 250 to about 450 ° C to a temperature above about 450 ° C, but below the melting point of the alkali polyphosphate product. In the production of pure sodium trimetaphosphate from monosodium orthophosphate, for. B. found that - if the temperature of the monosodium orthophosphate is increased in about 1 minute from about 100'C to about 550'C - the product obtained contains less than about 0.1 percent by weight of insoluble metaphosphates. This is a significant improvement over the known processes for the production of sodium trimetaphosphate, in which products with a content of 5 to 6 percent by weight by heating monosodium phosphate to about 550 ° C according to the countercurrent principle and products with a content of 4 to 5 when heated according to the cocurrent principle Weight percent of insoluble metaphosphates were obtained.

Die vorliegende Erfindung betrifft nicht nur die Herstellung von reinem Natriumtrimetaphosphat, d. h. einem Produkt, bei dem das Molverhältnis Na,0 zu P,0, im wesentlichen = 1,0 ist, sondern auch die Herstellung von Gemischen von Natriumtrimetaphosphat mit bestimmten anderen Alkaliphophaten. Die Erfindung kann z. B. auf die Herstellung von Gemischen von Natriumtrimetaphosphat und Natriumtripolyphosphat angewendet werden, die einen Gehalt von nur 25 Gewichtsprozent Natriumtrimetaphosphat aufweisen, d. h. auf Produkte, bei denen das Na,0 zu P,0,-Molverhältnis etwa 1,4 betragen kann. Das erfindungsgemäße Verfahren ist aber auch auf die Herstellung von Gemischen aus Alkalitrimetaphosphaten mit mindestens etwa 35 Gewichtsprozent Natriumtrimetaphosphat und auf die Herstellung von Gemischen aus gemischten Alkalitrimetaphosphaten und gemischten Alkalitripolyphosphaten, bei denen das Molverhältnis M,0 zu P,0, oberhalb von 1,0, jedoch unterhalb von etwa 1,4 liegt, wobei M ein Alkalimetall bedeutet und mindestens etwa 35 Gewichtsprozent von M =Natrium ist, anwendbar. Typische Beispiele für gemischte Alkalitrimetaphosphate, die sich erfindungsgemäß vorteilhaft herstellen lassen, sind die folgenden: a) Gemische aus »reinem« Natriumtrimetaphosphat mit dem Doppelsalz aus Natriumtrimetaphosphat und Kaliumtrimetaphosphat (3 NaP03 - KP03); b) das Doppelsalz 3NaP03 - KPO3, c) Gemische des Doppelsalzes 3NaP03 - KPO, mit bis zu etwa 50 Gewichtsprozent an »reinem« Kaliumtrimetaphosphat; d) Gemische aus Natriumtrimetaphosphat und Lithiumtrimetaphosphat usw.The present invention relates not only to the production of pure sodium trimetaphosphate, d. H. a product in which the molar ratio Na.0 to P.0, is essentially 1.0 , but also the preparation of mixtures of sodium trimetaphosphate with certain other alkali metal phosphates. The invention can e.g. B. can be applied to the preparation of mixtures of sodium trimetaphosphate and sodium tripolyphosphate which have a content of only 25 percent by weight sodium trimetaphosphate, i. H. to products in which the Na.0 to P.0 molar ratio can be around 1.4. However, the process according to the invention is also applicable to the production of mixtures of alkali metal trimetaphosphates with at least about 35 percent by weight sodium trimetaphosphate and to the production of mixtures of mixed alkali metal trimetaphosphates and mixed alkali metal tripolyphosphates in which the molar ratio M, 0 to P, 0, above 1.0, however, is below about 1.4, where M is an alkali metal and at least about 35 percent by weight of M = sodium, can be used. Typical examples of mixed alkali metal trimetaphosphates which can be advantageously prepared according to the invention are the following: a) Mixtures of “pure” sodium trimetaphosphate with the double salt of sodium trimetaphosphate and potassium trimetaphosphate (3 NaPO3 - KP03); b) the double salt 3NaP03 - KPO3, c) mixtures of the double salt 3NaP03 - KPO, with up to about 50 percent by weight of "pure" potassium trimetaphosphate; d) Mixtures of sodium trimetaphosphate and lithium trimetaphosphate, etc.

Gemischte Alkalitrimetaphosphate dieser Art entstehen dadurch, daß man als Ausgangsmaterialien zur Beschickung der Calcinierungsöfen Gemische verschiedener Alkaliphosphate verwendet, wobei die eweilige Zusammensetzung dann nicht nur vom M20 zu P,0,-Molverhältnis, sondern auch vom Mengenverhältnis der verschiedenen Alkalikationen in den Ausgangsmaterialien abhängig ist. Das obengenannte Produkt b) z. B. kann durch Caleinieren eines innigen Gemisches von Mononatriumorthophosphat und Monokaliumor-thophosphat in einem Molverhältnis von 3:1 erhalten werden. Trimetaphosphate, wie sie unter die Gruppe a) fallen, entstehen, wenn das Na zu K-Molverhältnis in der Beschickung größer als 3:1 ist, während Verbindungen, die »freies«, d. h. nicht mit Natriumtrimetaphosphat zusammen als Doppelsalz vorliegendes Kaliumtrimetaphosphat enthalten, die unter die Gruppe c) fallenden Verbindungen, durch Calcinieren von Gemischen aus Natrium- und Kaliumphosphaten erhalten werden, in denen das Na zu K-Molverhältnis unterhalb 3:1 liegt. Es sei darauf hingewiesen, daß für die Herstellung sämtlicher dieser gemischten Alkalitrimetaphosphate, die von Tripolyphosphaten praktisch frei sind, sowie für die Herstellung von reinem Natriumtrimetaphosphat das M,0 zu P,0,-Molverhältnis (M = Alkalimetall) in der Beschickung für den Calcinierungsofen praktisch gleich 1,0 sein muß.Mixed alkali metal metaphosphates of this type are formed by using mixtures of different alkali metal phosphates as starting materials for charging the calcining ovens, the individual composition then not only being dependent on the M20 to P.0 molar ratio, but also on the ratio of the various alkali metal cations in the starting materials. The above product b) z. B. can be obtained by calinating an intimate mixture of monosodium orthophosphate and monopotassium orthophosphate in a molar ratio of 3: 1 . Trimetaphosphates, as they fall under group a), are formed when the Na to K molar ratio in the feed is greater than 3: 1 , while compounds which are "free", i.e. H. do not contain potassium trimetaphosphate present as a double salt together with sodium trimetaphosphate, the compounds falling under group c) are obtained by calcining mixtures of sodium and potassium phosphates in which the Na to K molar ratio is below 3: 1 . It should be noted that for the production of all of these mixed alkali metal trimetaphosphates, which are essentially free of tripolyphosphates, as well as for the production of pure sodium trimetaphosphate, the M, 0 to P, 0, molar ratio (M = alkali metal) in the charge to the calcining furnace must be practically equal to 1.0.

Werden bei dem erflndungsgemäßen Calcinierungsverfahren Beschickungen mit einem M20 ZU P20,1-Molverhältnis von über 1,0 bis etwa 1,4 eingesetzt, enthalten die bei der Calcinierung entstehenden Produkte außer Trünetaphosphaten Tripolyphosphate, wobei der Gehalt an Tripolyphosphaten um so größer ist, je höher das M20 zu P20"-Molverhältnis liegt. Beschickungen mit einem Na20 ZU P20,-Molverhältnis von 1,05 können z. B. zur Herstellung eines Produktes verwendet werden, das 910/, Natriumtrimetaphosphat und etwa 9 0/0 Natriumtripolyphosphat enthält, während die Verwendung von Beschickungen mit einem Na20 zu P,0.5-Molverhältnis von 1,4 zur Herstellung eines Produktes führt, das 25 Gewichtsprozent Natriumtrimetaphosphat und etwa 75 Gewichtsprozent Natriumtripolyphosphat enthält. Die Verwendung von Gemischen verschiedener Alkaliphosphate, d. h. Phosphaten, bei denen der Kationenanteil aus verschiedenen Alkalikationen besteht, führt zur Herstellung von Gemischen aus Trimetaphosphaten und Tripolyphosphaten der oben beschriebenen Art, die ein Gemisch von Alkalikationen aufweisen. Zum Beispiel führt die Verwendung eines Beschickungsmaterials, das 80 Gewichtsprozent Mononatriumorthophosphat, 10 Gewichtsprozent Mononatriumorthophosphat und 10 Gewichtsprozent Dinatriumorthophosphat enthält, wobei das M,0 ZU P201-MOI-verhältnis 1,104 beträgt, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Gemisches aus 1. Natriumtrimetaphosphat, 2. dem Doppelsalz 3 NaP03 - KP03, 3. Natriumtripolyphosphat sowie 4. gemischten Natrium-Kalium-Tripolyphosphaten. Das Molverhältnis von Trimetaphosphaten zu Tripolyphosphaten beträgt bei diesem Produkt etwa 6,7-.l. Be employed in the calcination erflndungsgemäßen feeds having a M20 TO P20,1 molar ratio of about 1.0 to about 1.4 containing products formed in the calcination except Trünetaphosphaten tripolyphosphates, wherein the content of tripolyphosphates is the greater, the higher the M20 to P20 "molar ratio is. feeds having a Na20 tO P20, molar ratio of 1.05 to z. B. be used to produce a product containing 910 /, sodium trimetaphosphate and sodium tripolyphosphate about 9 0/0, while the Use of feeds with a Na 2 O to P, 0.5 molar ratio of 1.4 results in the preparation of a product containing 25 % by weight sodium trimetaphosphate and about 75 % by weight sodium tripolyphosphate The use of mixtures of various alkali phosphates, i.e. phosphates in which the cation content consists of different alkali cations, leads to the production of mixtures of trimetaphosphates and tripolyp phosphates of the type described above, which have a mixture of alkali cations. For example, the use of a feed material containing 80 percent by weight monosodium orthophosphate, 10 percent by weight monosodium orthophosphate and 10 percent by weight disodium orthophosphate, the M, 0 TO P201 MOI ratio being 1.104, in the process of the present invention for the preparation of a mixture of 1. sodium trimetaphosphate, 2 the double salt 3 NaPO3 - KP03, 3. sodium tripolyphosphate and 4. mixed sodium-potassium tripolyphosphates. The molar ratio of trimetaphosphates to tripolyphosphates for this product is about 6.7-1.

Für die Herstellung der Beschickungsmaterialien, die erfindungsgemäß calciniert werden sollen, können Alkaliphosphate verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie in Wasser praktisch vollständig löslich sind und eine Löslichkeit von mindestens etwa 1 Gewichtsprozent aufweisen. Es wird jedoch bevorzugt, daß mindestens eines der in der Beschickung enthaltenen Ausgangsphosphate etwas Konstitutionswasser enthält. Beispiele für die große Anzahl von Phosphaten, die erfindungsgemäß als Ausgangsmaterialien eingesetzt werden können, sind Mononatriumorthophosphat, Dinatriumorthophosphat, Monokaliumorthophosphat, Dikallumorthophosphat, Monolithiumorthophosphat, saures Natriumpyrophosphat, saures Trinatriumtripolyphosphat, Kaliumtripolyphosphat, Natriumtrimetaphosphat, Natriumhexametaphosphat und das Grahamsche Salz. Die Beschickungen können entweder wäßrig, in Form von Lösungen oder Aufschlämmungen, oder wasserfrei sein, was von dem jeweiligen Calcinierungsverfahren abhängig ist, das man anzuwenden wünscht.Alkali phosphates can be used in preparing the feedstocks to be calcined in accordance with the present invention provided that they are substantially completely soluble in water and have a solubility of at least about 1 percent by weight. It is preferred, however, that at least one of the starting phosphates included in the feed contain some constitutional water. Examples of the large number of phosphates which can be used as starting materials according to the invention are monosodium orthophosphate, disodium orthophosphate, monopotassium orthophosphate, dicallium orthophosphate, monolithium orthophosphate, acid sodium pyrophosphate, acid trisodium tripolyphosphate, potassium tripolyphosphate, sodium hexametaphosphate, sodium hexametaphosphate, sodium hexametaphosphate, sodium hexametaphosphate, sodium hexametaphosphate, sodium hexametaphosphate, sodium hexametaphosphate, sodium hexametaphosphate, sodium hexametaphosphate, sodium hexametaphosphate, sodium hexametaphosphate, sodium hexametaphosphate, and potassium tripolyphosphate, disodium orthophosphate, disodium orthophosphate. The feeds can be either aqueous, in the form of solutions or slurries, or anhydrous, depending on the particular calcination process one wishes to use.

Um die optimalen Erhitzungsgeschwindigkeiten zu erzielen, wird es jedoch bevorzugt, daß die Beschickung für die Calcinierungsöfen praktisch kein freies Wasser enthält. Besteht die Beschickung z. B. nur aus »trockenen« Salzen, so braucht bei der Calcinierung nicht so viel Wärme zugeführt zu werden, als wenn die Beschickung eine große Menge an freiem Wasser enthält.To get the optimal heating rates it will however, it is preferred that the charge to the calcining ovens be substantially free Contains water. Is the feed z. B. only from "dry" salts, so needs not so much heat to be added in the calcination as in the charge contains a large amount of free water.

Obgleich einige der Vorteile des erflndungsgemäßen Verfahrens unabhängig davon erzielt werden, welches der obengenannten Ausgangsphosphatmaterialien als Beschickung eingesetzt wird und wie die Beschickungen hergestellt werden, werden die besten Ergebnisse dann erhalten, wenn die verschiedenen Alkaliphosphate innig miteinander vermischt werden, so daß die Beschickung eine ziemlich gleichmäßige Mischung der Salze darstellt. Der beste Weg zur Erzielung einer äußerst gleichmäßigen, praktisch »trockenen« Beschickung besteht vielleicht darin, die verschiedenen Ausgangsphosphate zunächst in Wasser aufzulösen bzw. aufzuschlämmen und anschließend den größten Teil des freien Wassers aus den erhaltenen Gemischen nach üblichen Verfahren, z. B. mit Hilfe wasserdampfbeheizter Trommel rockner, abzudampfen, ehe die Calcinierung durchgeführt wird. Es braucht natürlich kein Gemisch von Phosphaten hergestellt zu werden, wenn reines Natriumtrimetaphosphat aus Mononatriumorthophosphat hergestellt werden soll. Eine weitere Möglichkeit zur Erzielung eines äußerst innigen Gemisches von Phosphaten besteht z. B. darin, die Phosphate mechanisch miteinander zu vermischen; zuvor werden sie gemahlen, vorzugsweise bis auf eine solche Teilchengröße, daß mindestens etwa 80 Gewichtsprozent jedes verwendeten Rohphosphats durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm hindurchgehen.While some of the advantages of the process of the present invention are obtained regardless of which of the above starting phosphate materials is used as the feed and how the feeds are made, the best results are obtained when the various alkali phosphates are intimately mixed together so that the feed is fairly uniform Represents mixture of salts. Perhaps the best way to achieve an extremely uniform, practically "dry" charge is to first dissolve or slurry the various starting phosphates in water and then remove most of the free water from the mixtures obtained by conventional methods, e.g. B. with the help of steam- heated drum rocker to evaporate before the calcination is carried out. There is of course no need to produce a mixture of phosphates if pure sodium trimetaphosphate is to be produced from monosodium orthophosphate. Another way to achieve an extremely intimate mixture of phosphates is z. B. in mechanically mixing the phosphates with one another; beforehand they are ground, preferably down to a particle size such that at least about 80 percent by weight of each rock phosphate used pass through a sieve with a mesh size of 0.074 mm.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in jeder Calcinierungsanlage ausgeführt werden, in der die Erbitzung der Beschickungen durch den Temperaturbereich von etwa 250 bis 450'C mit einer Geschwindigkeit von mehr als etwa 100'C vorgenommen werden kann. Da es oftmals erwünscht ist, die Phosphate mindestens einige wenige Minuten bei einer Temperatur oberhalb von etwa 450'C zu halten, nachdem sie die gewünschte Caleinierungstemperatur erreicht haben, die oberhalb des Temperaturbereichs liegt, in dem die Bildung von unlöslichen Metaphosphaten begünstigt wird, sollte die verwendete Calcinierungsvorrichtung außer Vorrichtungen zum raschen Aufheizen der Beschickung Vorrichtungen aufweisen, in denen die Temperatur innerhalb des oben beschriebenen gewünschten Umwandlungsbereiches, für die Umwandlung in Trimetaphosphat, gehalten werden kann. Einige bestimmte Beispiele für Vorrichtungen, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden können, sind in den folgenden Beispielen beschrieben. In den Beispielen sind - wenn nicht anders angegeben - sämtliche Teile Gewichtsteile.The method according to the invention can be carried out in any calcining plant in which the charging of the charges can be carried out through the temperature range from about 250 to 450.degree. C. at a rate of more than about 100.degree . Since it is often desirable to keep the phosphates at a temperature above about 450 ° C. for at least a few minutes after they have reached the desired calining temperature, which is above the temperature range in which the formation of insoluble metaphosphates is favored, the In addition to devices for rapidly heating the charge, the calciner used may have devices in which the temperature can be maintained within the desired conversion range described above for conversion to trimetaphosphate. Some specific examples of devices that can be used to carry out the method of the invention are described in the following examples. All parts are by weight - in the examples are - unless otherwise stated.

Beispiel 1 Herstellung von gemischten Alkalitrimetaphosphaten In 500 Teilen Wasser werden 450 Teile Mononatriumorthophosphat und 50 Teile Monokaliumorthophosphat gelöst. Aus der erhaltenen Lösung wird durch Eindampfen auf einem üblichen wasserdampfbeheizten Walzentrockner aus rostfreiem Stahl nahezu sämtliches Wasser entfernt. Die erhaltenen trockenen Flocken werden einmal durch eine übliche Hammermühle geschickt, so daß die Teilchen, die ein inniges Gemisch von Mononatriumorthophosphat und Monokaliumorthophosphat darstellen, genügend zerkleinert werden, um durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,177 mm hindurchzugehen. Das erhaltene feinteilige Material wird dann in einer dünnen Pfanne aus rostfreiem Stahl zu einer ziemlich gleichmäßigen Schicht von etwa 0,2 cm Dicke ausgebreitet. Die Pfanne mit den Orthophosphaten wird dann langsam unter eine Reihe von Stahlflammen geschoben, die auf die in der Pfanne befindlichen Salze gerichtet werden. Die Flammen werden in einer solchen Weise auf das sich bewegende Salzbett gerichtet, daß die Salze bei dem Verfahren nicht in bedeutendem Maße schmelzen. Dennoch erhöht sich die Temperatur der Salze bei dieser Arbeitsweise in weniger als 30 Sekunden auf etwa 450'C. Die Pfanne mit dem heißen Salzbett wird dann in einen isolierten Behälter geschoben, dessen Innentemperatur auf etwa 500'C gehalten wird. Nach 10 Minuten wird die Pfanne herausgenommen und abkühlen gelassen. Das erhaltene Produkt ist in Wasser zu einer lOgewichtsprozentigen Lösung vollständig löslich. Im wesentlichen handelt es sich um ein Gemisch aus 63,2 Gewichtsprozent Natriumtrimetaphosphat und 36,8 Gewichtsprozent des Doppelsalzes 3 NaPO, - KPO,. Beispiel 2 Herstellung von reinem Natriumtrimetaphosphat In ein übliches, mit Glas ausgekleidetes Reaktionsgefäß, das mit einem recht wirksamen Rührer versehen ist, werden 85,5 Teile Wasser und 96,1 Teile 850/,ige Phosphorsäure gegeben. Innerhalb von etwa 10 Minuten werden 44,2 Teile Natriumcarbonat unter Rühren zu der Säurelösung gegeben. Nach dem Entweichen des Kohlendioxyds liegt in dem Reaktionsgefäß eine wäßrige Lösung vor, die 50 Gewichtsprozent Mononatriumorthophosphat enthält. Die Lösung wird unter hohem Druck, etwa 35 kg/CM2, direkt in einen Heißluftstrom eingesprüht, der in einen Sprühturm eintritt. Die Temperatur und das Volumen der heißen Luft und die Geschwindigkeit, mit der die Lösung in die heißen Gase eingesprüht wird, werden so einreguliert, daß innerhalb von weniger als 1 Minute der Wasseranteil der in den Sprühturm eingeführten Lösung vollständig verdampft ist und die Temperatur der zurückbleibenden »Feststoffe« einen Wert oberhalb von etwa 450'C erreicht hat. Die Temperatur und das Volumen der heißen Luft werden ebenfalls so geregelt, daß die Maximaltemperatur der )Jeststoffe« unterhalb von etwa 625'C, dem Schmelzpunkt von Natriumtrimetaphosphat, gehalten wird. Das erhaltene Produkt stellt nach nur etwa zwei Minuten Aufenthalt bei Temperaturen oberhalb von etwa 450'C praktisch reines Natriumtrimetaphosphat dar, dessen Gehalt an unlöslichem Metaphosphat weniger als 0,1 Gewichtsprozent beträgt.Example 1 Preparation of Mixed Alkali Trimetaphosphates 450 parts of monosodium orthophosphate and 50 parts of monopotassium orthophosphate are dissolved in 500 parts of water. Almost all of the water is removed from the solution obtained by evaporation in a conventional steam-heated stainless steel drum dryer. The dry flakes obtained are passed once through a conventional hammer mill so that the particles, which constitute an intimate mixture of monosodium orthophosphate and monopotassium orthophosphate , are sufficiently comminuted to pass through a sieve with a mesh size of 0.177 mm. The resulting finely divided material is then spread in a thin stainless steel pan into a fairly even layer about 0.2 cm thick. The pan with the orthophosphates is then slowly pushed under a series of steel flames aimed at the salts in the pan. The flames are directed towards the moving salt bed in such a way that the salts do not melt to any significant extent in the process. Nevertheless, the temperature of the salts increases to about 450 ° C. in less than 30 seconds when this procedure is used. The pan with the hot salt bed is then pushed into an insulated container, the internal temperature of which is kept at around 500 ° C. After 10 minutes the pan is removed and left to cool. The product obtained is completely soluble in water to give a 10 percent strength by weight solution. It is essentially a mixture of 63.2 percent by weight sodium trimetaphosphate and 36.8 percent by weight of the double salt 3 NaPO, - KPO ,. EXAMPLE 2 Preparation of pure sodium trimetaphosphate 85.5 parts of water and 96.1 parts of 850% phosphoric acid are placed in a customary, glass-lined reaction vessel equipped with a very effective stirrer. In the course of about 10 minutes, 44.2 parts of sodium carbonate are added to the acid solution with stirring. After the carbon dioxide has escaped, an aqueous solution containing 50 percent by weight of monosodium orthophosphate is present in the reaction vessel. The solution is sprayed under high pressure, about 35 kg / CM2, directly into a stream of hot air which enters a spray tower. The temperature and the volume of the hot air and the speed at which the solution is sprayed into the hot gases are regulated so that within less than 1 minute the water content of the solution introduced into the spray tower and the temperature of the remaining solution is completely evaporated "Solids" has reached a value above about 450 ° C. The temperature and volume of the hot air are also controlled so that the maximum temperature of the waste materials is kept below about 625 ° C., the melting point of sodium trimetaphosphate. After only about two minutes at temperatures above about 450 ° C., the product obtained is practically pure sodium trimetaphosphate, the content of insoluble metaphosphate of which is less than 0.1 percent by weight.

Beispiel 3 Herstellung von Natriumtrimefaphosphatprodukten, die Natriumtripolyphosphat enthalten In ein übliches, mit Glas ausgekleidetes Reaktionsgefäß, das mit einem recht wirksamen Rührer ausgestattet ist, werden 73,6 Teile Wasser und 105,8 Teile 750/#ge Phosphorsäure gegeben. Innerhalb von etwa 15 Minuten werden unter langsamem Rühren 51,6 Teile Natriumcarbonat zu dem Gemisch gegeben. Die erhaltene Lösung enthält etwa 50 Gewichtsprozent eines Gemisches aus Mononatriumorthophosphat und Dinatriumorthophosphat, in dem das Na,0 zu P,0,-Molverhältnis 1,20 beträgt. Diese Lösung wird in nahezu gleicher Weise wie im Beispiel 2 in einen Sprühturm eingesprüht. Das erhaltene heiße Phosphatprodukt wird aus dem Sprühturm ausgetragen, während seine Temperatur noch oberhalb von etwa 450'C liegt, und in einem üblichen Drehofen 10 Minuten bei einer Temperatur von etwa 500'C calciniert. Das erhaltene Natriumtrimetaphosphatprodukt enthält etwa 36 Gewichtsprozent Natriumtripolyphosphat und weniger als 0,2 Gewichtsprozent unlösliches Metaphosphat. Im Vergleich dazu wird aus einem ähnlichen Gemisch aus Mononatriumorthophosphat und Dinatriumorthophosphat bei 12- bis 15minutigem Calcinieren in einem üblichen, nach dem Gegenstromprinzip beheizten Drehofen, wobei die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs der Orthophosphate durch den kritischen Bereich etwa 20'C pro Minute beträgt, ein Gemisch aus Natriumtrimetaphosphat und Natriumtripotyphosphat erhalten, das etwa 9 Gewichtsprozent unlösliche Metaphosphate enthält. Unterhalb von 20'C pro Minute liegende Erhitzungsgeschwindigkeiten f ühren zu etwas geringeren Gehalten an unlöslichem Metaphosphat, wenn die üblichen Bedingungen die gleichen sind.Example 3 Preparation of Sodium Trimephosphate Products Containing Sodium Tripolyphosphate In a conventional glass-lined reaction vessel equipped with a fairly efficient stirrer, 73.6 parts of water and 105.8 parts of 750% phosphoric acid are added. 51.6 parts of sodium carbonate are added to the mixture over about 15 minutes with slow stirring. The solution obtained contains about 50 percent by weight of a mixture of monosodium orthophosphate and disodium orthophosphate, in which the Na.0 to P.0 molar ratio is 1.20. This solution is sprayed into a spray tower in almost the same way as in Example 2. The hot phosphate product obtained is discharged from the spray tower while its temperature is still above about 450.degree. C. and calcined in a conventional rotary kiln for 10 minutes at a temperature of about 500.degree. The resulting sodium trimetaphosphate product contains about 36 weight percent sodium tripolyphosphate and less than 0.2 weight percent insoluble metaphosphate. In comparison, a similar mixture of monosodium orthophosphate and disodium orthophosphate is calcined for 12 to 15 minutes in a conventional rotary kiln heated according to the countercurrent principle, the rate of temperature rise of the orthophosphates through the critical range being about 20 ° C per minute Sodium trimetaphosphate and sodium tripotype phosphate containing about 9 weight percent insoluble metaphosphates. Below 20'C lying per minute heating rates f ühren to somewhat lower levels of insoluble metaphosphate, if the usual conditions are the same.

Die folgende Tabelle erläutert den Einfluß der Erhitzungsgeschwindigkeit des Mononatriumorthophosphats auf den Gehalt des erhaltenen Natriumtrimetaphosphatproduktes an unlöslichem Metaphosphat. Die in der Tabelle aufgeführten Daten wurden beim Erhitzen von reinem Mononatriumorthophosphat von etwa 30'C auf 500'C mit den in der ersten Spalte angegebenen Geschwindigkeiten gewonnen. Nach dem Abkühlen der Produkte auf Raumtemperatur, innerhalb von etwa 1 bis 2 Minuten nach Erreichen einer Temperatur von 500'C, wurden sie sowohl mit Hilfe der Röntgenanalyse als auch durch Bestimmung der Wasserlöslichkeit auf ihren Gehalt an unlöslichen Metaphosphaten untersucht. Tabelle Gehalt der Natriumtrimetaphosphatprodukte an un- löslichen Metaphosphaten in Abhängigkeit von der Erhitzungsgeschwindigkeit des Mononatriumortho- phosphats Gehalt an unlöslichem Metaphosphat Erhitz:ungsgeschwindigkeit (Gewichtsprozent) 'Celsius pro Minute bezogen auf das Gesamtgewicht des Natriumtrimeta- phosphatproduktes 20 10 51 55 175 1,5 340 0,20 The following table explains the influence of the heating rate of the monosodium orthophosphate on the insoluble metaphosphate content of the sodium trimetaphosphate product obtained. The data shown in the table were obtained when pure monosodium orthophosphate was heated from about 30 ° C. to 500 ° C. at the rates given in the first column. After the products had cooled to room temperature, within about 1 to 2 minutes after reaching a temperature of 500 ° C., they were examined for their content of insoluble metaphosphates both with the aid of X-ray analysis and by determining the water solubility. Tabel Content of the sodium trimetaphosphate products in un- soluble metaphosphates depending on the Heating rate of the monosodium ortho- phosphate Insoluble content Metaphosphate Heating rate (weight percent) ' Celsius per minute based on that total weight of the sodium trimeta phosphate product 20 10 51 55 175 1.5 340 0.20

Claims

Claims: 1. A process for the preparation of an alkali metal polyphosphate product containing at least about 25 percent by weight alkali metal trimetaphosphate by heating alkali metal phosphates to temperatures below the melting point of these phosphates, characterized in that the starting compounds are obtained with an average temperature increase of more than 100 ° C per minute in the temperature range from about 250 to about 450 ° C to a temperature above about 450 ° C but below the melting point of the alkali polyphosphate product.

2. The method according to claim 1, characterized in that the starting compound used is an alkali metal orthophosphate with a molar ratio of M20 to P20 of 1.0 to 1.4, where M is an alkali metal. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the temperature is increased through the temperature range from 250 to 450'C in less than 1.15 minutes. Considered publications: van W azer, »Phosphorus and its Compounds (t, Vol. 1, p. 683; J. für anorg. U. General Chemistry, Vol. 281, pp. 264 and 265.