DE1667596B2

DE1667596B2 - Process for the preparation of sodium metaphosphate

Info

Publication number: DE1667596B2
Application number: DE19671667596
Authority: DE
Inventors: Gordon Mclaren Currie Midlothian Biggar; Robert Harry Whitehaven Cumberland Edwards
Original assignee: MARCHON PRODUCTS Ltd LONDON
Current assignee: MARCHON PRODUCTS Ltd LONDON
Priority date: 1966-01-11
Filing date: 1967-01-10
Publication date: 1975-06-26
Also published as: DE1667596A1; GB1170131A

Description

Es ist bekannt, zur Herstellung von Natriummetaphosphat eine Mischung aus Natriumchlorid mit durch nassen Aufschluß erhaltener Phosphorsäure (sogenannte Naßverfahrensphosphorsäure) in einem Fließbett auf Natriummetaphosphatpartikeln uniausetzen. Hierbei werden die als Verunreinigungen in den Reaktionsteilnehmern vorhandenen Sulfate gewöhnlich reduziert, da sonst Natriumsulfat in dem Natriummetaphosphat gebildet würde, was für viele Verwendungszwecke schädlich ist. Die Anwesenheit von nicht umgesetztem Natriumchlorid in dem Produkt ist jedoch im allgemeinen nicht schädlich, und da der Sulfatgehalt auf einen vernachlässigbaren Wert lierabgesetzt wird, kann die Reaktion zwischen dem Natriumchlorid und der Phosphorsäure in einem verhältnismäßig breiten Bereich von Bedingungen durchgeführt werden. Diese Bedingungen sind gemäß einem eigenen älteren Vorschlag ein Na: P-Verhältnis beim Ausgangsmaterial von im wesentlichen 1:1, eine Umsetzungstemperatur von über 250" C, wobei aber nicht der Schmelzpunkt des Natriumtrimetaphosphats überschritten wird, und das Abziehen des gebildeten Natriummetaphosphats, Herauslösen von Natriumtrimetaphosphat mit Wasser und Isolieren dieses Produkts durch Kristallisation bzw. Umwandeln in ein anderes Natriumphosphat.It is known for the production of sodium metaphosphate a mixture of sodium chloride with phosphoric acid obtained by wet digestion (so-called wet process phosphoric acid) in a fluidized bed on sodium metaphosphate particles. The sulfates present as impurities in the reactants are thereby removed usually reduced, otherwise sodium sulfate would be formed in the sodium metaphosphate, which for many Uses is harmful. The presence of unreacted sodium chloride in the product however, it is generally not harmful, and since the sulphate content is negligible lierdeposed, the reaction between the sodium chloride and the phosphoric acid in one a relatively wide range of conditions can be performed. These conditions are in accordance with according to an earlier proposal of our own, a Na: P ratio in the starting material of essentially 1: 1, a reaction temperature of over 250 "C, but not the melting point of the Sodium trimetaphosphate is exceeded, and the removal of the sodium metaphosphate formed, Dissolving out sodium trimetaphosphate with water and isolating this product by crystallization or converting to another sodium phosphate.

Es wurde nun gefunden, daß es nicht notwendig ist, dafür Sorge zu tragen, daß alle Sulfate chemisch reduziert werden, wenn die Reaktionsbedingungen während des Calcinierens in einem engeren Bereich gesteuert werden, da das Natriumsulfat, welches sonst im Endprodukt vorhanden wäre, an derCalcinierungsreaktion zur Herstellung von Natriummetaphosphaten teilnimmt und der Schwefel als Oxyd aus dem Reaktionssystem entfernt wird. Es ist tatsächlich möglich, einen Teil oder das gesamte Natriumchlorid, das im Verfahren des älteren Vorschlags verwendet wird, durch Natriumsulfat zu ersetzen, um das notwendige Natrium für die Calcinierungsreaktion zu schaffen. Natriumsulfat ist als Nebenprodukt aus vielen Verfahren leicht erhältlich, und wenn es an Stelle von Natriumchlorid verwendet wird, wird durch die vorliegende Erfindung ein beträchtlicher technischer Vorteil erhalten.It has now been found that it is not necessary to ensure that all sulfates are chemical be reduced when the reaction conditions during calcining in a narrower range can be controlled as the sodium sulfate, which would otherwise be present in the end product, is involved in the calcination reaction takes part in the production of sodium metaphosphates and the sulfur as oxide from the reaction system Will get removed. Indeed, it is possible to use some or all of the sodium chloride, that is used in the process of the older proposal to replace with sodium sulfate to provide the necessary To create sodium for the calcination reaction. Sodium sulfate is a byproduct of many Process readily available, and if it is used in place of sodium chloride, it is through the present invention obtained considerable technical advantage.

Dementsprechend schafft die vorliegende Erfindung ein Vertahren zur Herstellung von Natriummetaphosphat aus Natriumchlorid und Phospho' -uire, wobeiAccordingly, the present invention provides a process for making sodium metaphosphate from sodium chloride and phospho'-uire, where

ίο man eine Mischung aus Natriumchlorid und Naßverfahrensphosphorsäure mit einem Na : P-Verhältnis von im wesentlichen 1:1 auf ein Fließbett aus Natriuinmetaphosphatpartikelchen bei einer Temperatur von oberhalb 250° C, die aber an keiner Stelle den Schmelzpunkt des Natriumtrimetaphosphats überschreitet, niederschlägt, aus dem Fließbett Natriummetaphosphat abzieht, das in dem Natriummetaphosphai vorhandene Natriumtrimetaphosphat in Wasser löst, die unlöslichen Stoffe abtrennt und das Natriumtrimetaphosphat durch Kristallisation gewinnt oder in ein anderes Natriumphosphat umwandelt, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens einen Teil des Natriumchlorids durch Natriumsulfat ersetzt und das Na: P-Verhältnis in der Mischung auf einen Wert von 0,90 : 1 bis 0,98 : 1 einstellt.ίο get a mixture of sodium chloride and wet process phosphoric acid with a Na: P ratio of essentially 1: 1 on a fluidized bed of sodium metaphosphate particles at a temperature above 250 ° C, but which does not exceed the melting point of the sodium trimetaphosphate at any point, precipitates, withdraws sodium metaphosphate from the fluidized bed, which is in the sodium metaphosphate dissolves existing sodium trimetaphosphate in water, separates the insoluble substances and that Extracts sodium trimetaphosphate through crystallization or converts it into another sodium phosphate, characterized in that at least part of the sodium chloride is replaced by sodium sulfate and the Na: P ratio in the mixture to one Adjusts a value from 0.90: 1 to 0.98: 1.

Das stöchiometrische Verhältnis von Na : P für die Herstellung von Natriummetaphosphaten ist I : I. Um jedoch sicherzustellen, daß das Endprodukt im wesentlichen frei von Natriumsulfat ist, ist es notwendig, Na : P-Verhältnisse der Reaktionsteilnehmer von 0,90: I bis 0,98 : 1 zu verwenden, vorzugsweise ein Verhältnis von ungefähr 0,93 : 1. Es ist vorzuziehen. Lösungen der Reaktionsteilnehmer in Phosphorsäure zu verwenden anstatt des Breies der Reaktionsteilnehmer, wie früher vorgeschlagen.The stoichiometric ratio of Na: P for the production of sodium metaphosphates is I: I. Um however, to ensure that the final product is essentially free of sodium sulfate, it is necessary to To use Na: P ratios of the reactants from 0.90: I to 0.98: 1, preferably one Ratio of about 0.93: 1. It is preferable. Solutions of the reactants in phosphoric acid to use instead of the pulp of the reactants, as suggested earlier.

Bei der Durchführung der Erfindung reichen die Calcinierungstemperaturen von 250° C bis zum Schmelzpunkt des Produkts, obwohl es vorzuziehen ist, Temperaturen von 450° C bis 500° C zu verwen-In practicing the invention, calcination temperatures range from 250 ° C to Melting point of the product, although it is preferable to use temperatures from 450 ° C to 500 ° C.

den. wobei eine Temperatur von ungefähr 475^C C besonders bevorzugt ist.the. with a temperature of about 475 ^C C being particularly preferred.

Wenn die angegebenen Reaktionsbedingungen eingehalten werden, wird das Natriumsulfat im wesentfichen aus den Reaktionsprodukten entfernt. Es ist deshalb nicht notwendig, besondere Vorkehrungen zu treffen, um sicherzustellen, daß die Sulfate während der Reaktion chemisch reduziert werden, selbst dann, wenn Natriumsulfat als einziger Natriumreaktionsteilnehmer verwendet wird.If the specified reaction conditions are adhered to, the sodium sulfate is essentially removed from the reaction products. It is therefore not necessary to take any special precautions to ensure that the sulfates are chemically reduced during the reaction, even then when sodium sulfate is used as the sole sodium reactant.

Die Reaktionsprodukte können von dem hauptsächlich erzeugten löslichen Natriumtrimetaphosphat bis zu im wesentlichen unlöslichen Phosphaten variieren. The reaction products may be from the soluble sodium trimetaphosphate mainly produced to substantially insoluble phosphates.

Es wird angenommen, daß der Schwefel aus dem Reaktionssystem in der Form von SO3 entfernt wird und nicht als SO₂ oder H₂SO₄. Dieses Nebenprodukt kann auf die übliche Art gewonnen werden und für die Herstellung des im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Natriumsulfats Anwendung finden.It is believed that the sulfur is removed from the reaction system in the form of SO3, rather than SO ₂ or H ₂ SO ₄ . This by-product can be obtained in the usual way and used for the production of the sodium sulfate used in the process according to the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden an Hand des Beispiels erläutert. In diesem Beispiel sind alle Teile Gewichtsteile.The method according to the invention is explained below using the example. In this example all parts are parts by weight.

example

Durch nassen Aufschluß erhaltene Phosphorsäure, die durch Umsetzung von Schwefelsäure mit Phosphaterz hergestellt worden war, wurde auf eine Kon-Phosphoric acid obtained by wet digestion, which is obtained by reacting sulfuric acid with phosphate ore was made, was sent to a consortium

in iTv«in iTv «

zentralion von IT⁰/« P₂O₅ verdünnt. Natriumsulfat (99prozentiges NaJSO₄) wurde in der Säure in solcher Menge gelöst, daß" in der Lösung ein Na: P-Verhältnis von 0,93 : 1 enthalten war. Diese Lösung wurde kontinuierlich in einen Drehofen gesprüht, der ein Bett von Natriummetaphosphatteilchen enthielt, und erwärmt, bis eine Temperatur von 475° C in dem Teilchenbett aufrechterhalten blieb. Während der Calcinierung wurde das Umsetzprodukt aus dem Drehofen in Intervallen von ungefähr 10 Minuten entfernt. Eine Probe des Umsetzungsprodukts, das abgezogen worden war, nachdem ein größerer Teil der ursprünglichen Natriummetaphosphatteilchen aus dem Drehofen entfernt waren, enthielt l,75°/o Na.,SO₄. Mehr als 9O°/o des Umsetzungsprodukts waren wasserlöslich.central ion of IT ⁰ / «P ₂ O ₅ diluted. Sodium sulfate (99 percent NaI SO ₄ ) was dissolved in the acid in such an amount that "the solution contained a Na: P ratio of 0.93: 1. This solution was continuously sprayed into a rotary kiln containing a bed of sodium metaphosphate particles , and heated until the particle bed was maintained at a temperature of 475 ° C. During the calcination, the reaction product was removed from the rotary kiln at approximately 10 minute intervals Sodium metaphosphate particles removed from the rotary kiln contained _{1.75% Na., SO 4.} More than 90% of the reaction product was water-soluble.

Claims

Patent claims:

1. Process for the preparation of sodium metaphosphate from sodium chloride and phosphoric acid, being a mixture of sodium chloride and wet process phosphoric acid having a Na: P ratio of essentially 1: 1 Fluidized bed of sodium metaphosphate particles at a temperature above 250 ° C, the but at no point exceeds the melting point of the sodium trimetaphosphate, precipitates, withdraws sodium metaphosphate from the fluidized bed that is present in the sodium metaphosphate Sodium trimetaphosphate dissolves in water, separating the insoluble substances and the sodium trimetaphosphate wins through crystallization or converts it into another sodium phosphate, characterized in that at least part of the sodium chloride replaced by sodium sulfate and the Na: P ratio in the mixture to a value of 0.90: 1 to 0.9X: 1.

2. Vei drive according to claim 1, characterized in that that the fluidized bed of sodium melaphosphate particles is kept at a temperature of 450 to 500 ° C.