DE1567632C - Verfahren zur Herstellung von Tnpoly phosphaten mit geringem Schuttgewicht - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Tripolyphosphaten mit geringem Schüttgewicht in einer einzigen Verfahrensstufe durch Versprühen von Orthophosphatlösungen oder -suspensionen in einem Turm in Gegenwart von Oxydationsmitteln bei Temperaturen zwischen 200 und 500⁰C. Im Patent 1 280 824 wird vorgeschlagen, Polyphosphate durch Versprühen von Orthophosphatlösungen oder -suspensionen in einem Turm in Gegenwart von niederwertigen Phosphorverbindungen, in denen der Phosphor eine elektropositive Wertigkeit kleiner als 5 aufweist, bei Temperaturen zwischen 200 und 500° C, herzustellen. Dabei werden die Orthophosphatlösungen oder -suspensionen mit einer Lösung eines Oxydationsmittels, welches in der Lage ist, die niederwertigen Phosphorverbindungen sowie deren Zersetzungspunkte zu oxydieren, so zusammengebracht, daß die Kontaktzeit der Orthophosphatlösungen oder -Suspensionen und der Lösung des Oxydationsmittels bis zum Augenblick des Versprühen? weniger als 1 Sekunde, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 Sekunden, beträgt. Ferner ist bekannt, daß man nach diesem älteren Verfahren Tripolyphosphate mit geringem Schüttgewicht erhalten kann, die frei von Zersetzungsprodukten dieser niederwertigen Phosphorverbin- düngen sind*.welche sich beim Auflösen der Tripolyphosphate im Wasser durch die Entwicklung eines unangenehmen Geruchs störend bemerkbar machen. Phosphorsäuren, die nach dem sogenannten »nassen« Aufschlußverfahren aus Rohphosphaten und Schwefelsäure gewonnen werden, haben, in der Regel, sofern man nicht reinen Apatit verwendet, einen gewissen Gehalt an oxydierbaren Verunreinigungen, insbesondere solche organischen Ursprungs. Verwendet man derartige Phosphorsäure zur Herstellung von Alkalipolyphosphates so bleiben von diesen Verunreinigungen organischer Art in den Fertigprodukten verschiedene Zersetzungsprodukte zurück, die den Weißgrad der Polyphosphate beeinflussen. Im allgemeinen ist der Weißgrad solcher Produkte deutlich geringer als der von Salzen, die aus elektrothermisch hergestellter Phosphorsäure gewonnen werden.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß man nach dem Verfahren gemäß Patent 1 280 824 in·'-Gegenwart von niederwertigen Phosphorverbindungen selbst dann Polyphosphate von hohem Weißgrad und geringem Schüttgewicht erhält, wenn man von Orthophosphaten ausgeht, die mit organischen Verbindungen verunreinigt sind, wie sie durch die Verwendung von Naßsäure in die Lösung eingeschleppt werden. Diese Verunreinigungen organischer Art können bis zu 3 Gewichtsprozent, vorzugsweise bis zu 1 Gewichtsprozent, bezogen auf P₂O₅, betragen.

Als Ausgangsprodukte können Orthophosphatlösungen eingesetzt werden, die. aus sogenannter »Naßphosphorsäure« allein oder im Gemisch mit auf elektrothermischem Wege gewonnenen Phosphorsäuren durch Neutralisation auf ein gewünschtes Alkalioxyd · P₂O₅-Verhältnis hergestellt werden.

Während nach den bekannten Verfahren die in Gegenwart von niederwertigen Phosphorverbindungen und Verunreinigungen organischer Art hergestellten Tripolyphosphate entweder ein geringes Schüttgewicht aufweisen, dafür aber nicht rein' weiß sind und einen unangenehmen Geruch entwickeln, wenn sie in Wasser aufgelöst werden oder aber weiß und geruchlos sind, dann aber ein hohes Schüttgewicht besitzen, erlaubt die erfindungsgemäße Arbeitsweise aus den genannten Ausgangsprodukten die Herstellung von Tripolyphosphaten, welche rein weiß und geruchlos sind und zugleich ein geringes Schüttgewicht aufweisen. Außer durch den unangenehmen Geruch, der beim Auflösen der Salze in Wasser auftritt, läßt sich das Vorhandensein von niederwertigen Phosphorverbindungen oder deren Zersetzungsprodukten durch den sogenannten Bleiacetattext nachweisen. Hierzu wird eine Probe des Produktes unter Zusatz reiner Phosphorsäure gekocht und die entstehenden Dämpfe durch mit Bleiacetatlösung getränktes Filterpapier geleitet. Schon geringe Spuren niederwertiger Phosphorverbindungen werden mit dem Wasserdampf flüchtig und erzeugen auf dem Bleiacetatpapier einen schwarzen Fleck. Diese sehr empfindliche Prüfmethode ist ein Maß für die Reinheit eines Produktes.

B e i s ρ i e 1 1
(bekannte Arbeitsweise)

Eine auf thermischem Wege hergestellte und keine Verunreinigungen organischer Art enthaltende Phos- ζ phorsäure, die frei ist von. phosphoriger Säure, wird mit so viel »thermischer« Säure, die einen Gehalt von 2,3% H₃PO₃ hat, gemischt, daß das Gemisch beider einen Gehalt von 0,80% H₃PO₃ hat. Das Säuregemisch wird mit Natronlauge so neutralisiert, daß das Molverhältnis Na₂O : P₂O₅ = 5:3 ist. Der Gehalt an P₂O₅ beträgt in der Lösung etwa 30%· Die etwa 90⁰C heiße Lösung wird in einem Sprühturm in bekannter Weise versprüht; die Abgastemperatur beträgt dabei etwa 35O⁰C. Das entstehende Tripolyphosphat hat ein Schüttgewicht von 0,35 kg/1; es ist frei von sichtbaren Verunreinigungen. Der Weißgrad, gemessen gegen MgO p.A., beträgt 96%· Beim Auflösen des Salzes in Wasser verbreitet sich ein unangenehmer Geruch. Der Bleiacetattest liefert einen schwarzen Fleck.

B e i s ρ i e 1 2
(bekannte Arbeitsweise)

Einer. nach dem Naßaufschlußverfahren hergestellten und Verunreinigungen organischer Art ent- (, haltenden Phosphorsäure werden etwa 0,8% niederwertige Phosphorverbindungen, gerechnet als H₂PO₃, zugesetzt. Die Säure wird mit Natronlauge neutralisiert, und zwar so, daß das Verhältnis Na₂O: P₂O₅ = 5:3. ist. Die etwa 90°C heiße Lösung wird in bekannter Weise versprüht; die Abgastemperatur beträgt dabei etwa 350⁰C. Das entstehende Tripolyphosphat hat ein Schüttgewicht von 0,35 kg/1; es ist augenscheinlich nicht rein weiß. Der Weißgrad, gemessen gegen MgO p.A., ist kleiner als 90%· Die wäßrige Lösung des Salzes verbreitet einen unangenehmen Geruch. Beim Bleiacetattest entsteht ein schwarzer Fleck.

B e i sp'i e 1 3 '
(erfindungsgemäße Arbeitsweise)

Zum Versprühen wird eine Natriumorthophosphatlösung wie im Beispiel 2 verwendet. In einem besonderen Gefäß wird eine Lösung von NaNO₃ in Wasser angesetzt. Die Temperatur dieser Lösung beträgt etwa 19°C; sie hat einen Gehalt von 25 g NaN0₃/l. Die Leistung der Sprühdüse im Turm beträgt etwa 6,5 m³ Orthophosphatlösung pro Stunde. Von der Oxydationslösung werden stündlich 2001 in die Düse

des Sprühturmes gedrückt, und zwar so, daß sie mit der Orthophosphatlösung erst in den Wirbelräumen der Düse zusammenkommt und nach einer Kontaktzeit von etwa 0,1 Sekunde mit jener gemeinsam ausgesprüht wird. Die Abgastemperatur beträgt etwa s 350⁰C. Man erhält ein Tripolyphosphat mit einem Schüttgewicht von 0,35 kg/I, das frei ist von sichtbaren Verunreinigungen. Der Weißgrad, gemessen gegen MgO p.A., beträgt 96%- B^ßi^m Auflösen des -Salzes in Wasser ist kein unangenehmer Geruch wahrnehmbar, und auch der Bleiacetattest verläuft negativ. .

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Polyphosphaten. mit geringem Schüttgewicht durch Versprühen von Orthophosphatlösungen oder -suspen- so sionen in einem Turm in Gegenwart von niederwertigen Phosphorverbindungen, in denen der Phosphor eine elektropositive Wertigkeit kleiner als 5 aufweist, bei Temperaturen zwischen 200 und 500⁰C, wobei die Orthophosphatlösung oder -suspension mit einer Lösung eines Oxydationsmittels, welches in der Lage ist, die niederwertigen Phosphorverbindungen sowie deren Zersetzungsprodukte zu oxydieren, so zusammengebracht wird, daß die Kontaktzeit der Orthophosphatlösung oder -suspension und der ■ Lösung des^: Oxydationsmittels bis zum Augenblick des Versprühens weniger als 1 Sekunde, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 Sekunden, beträgt, gemäß Patent 1 280 824, daciurchgekennzeichnet, daß mit organischen Verbindungen verunreinigte Orthophosphatlösungen versprüht werden. . ■--. -.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß . der Gehalt der Orthophosphat-"" lösungen an Verunreinigungen organischer Art bis zu 3 Gewichtsprozent, bevorzugt unter 1 Gewichtsprozent, bezogen auf das P₂O₅, beträgt ·