DE1957063C

DE1957063C - Verfahren zur Herstellung von fein teihgem Maddrellschem Salz

Info

Publication number: DE1957063C
Application number: DE19691957063
Authority: DE
Inventors: Winfried Dipl Chem Dr 5030 Hurth Gehng Oskar Dipl Chem Dr 6800 Mannheim Harnisch Heinz Dipl Chem Dr 5023 Lovenich Kern
Original assignee: Knapsack AG, 5030 Hurth Knapsack, Benckiser Knapsack GmbH, 6802 Ladenburg
Filing date: 1969-11-13
Publication date: 1973-08-09

Description

H₂O — Na₂O · P₂O₅ Die obengenannte Umwandlung beginnt zwar theoretisch oberhalb 250° C, die Reaktionsgeschwindigkeit

(Van Wazer, »Phosphorus and Its Compounds« 55 ist aber erst bei Temperaturen um 400⁰C und darüber VoI I, S. 615) zeigt, liegt in dem genannten abge- für technische Zwecke hinreichend groß. Andererseits schlossenen System der Existenzbereich des Maddrell- beginnt schon bei 45O⁰C die Umwandlung von sehen Salzes im Temperaturbereich von 343 bis 443 ⁰C Maddrellschem Salz zu Natriumtrimetaphosphat.
bei einem Wasserdampfdruck zwischen 12,5 und Diese Schwierigkeit wird durch das erfindungs-15 Atmosphären. 60 gemäße Nachtempern des Maddrellschen Salzes um-Wie die Praxis erwiesen hat, treffen diese Bedin- gangen, da hierbei auch noch Pyrophosphatgehalte gungen für nicht abgeschlossene Systeme nicht zu. bis zu 5 %, bezogen auf das Gewicht des zum Einsatz So haben z. B. T h i 1 ο und R. R ä t z, »Zeitschrift kommenden Maddrellschen Salzes, restlos in schwerfür anorganische und allgemeine Chemie« 258 (1949), lösliches Maddrellsalz umgewandelt werden, und S. 53, selbst bei tagelangem Erhitzen von NaH₂PO₄ 65 zwar wiederum ohne daß es dabei zu irgendwelchen auf 35O°C nur Gemische aus Maddrellschem Salz Anbackungen im Drehrohr kommt und ohne daß und löslichen Phosphaten erhalten, die aus dem Reak- eine Kornvergröberung des Endproduktes auftritt, tionsprodukt ausgewaschen werden mußten. Auf Grund des erfindungsgemäßen Verfahrens ist

man also nicht mehr gezwungen, die Entwässerung von NaH₁PO₄ zu Maddrellschem Salz nach den älteren Verfahren restlos in einer einzigen Verfahrensstufe durchzuführen. Auf diese Weise wird der Spielraum für die maximale Entwässerungstemperatur wesentlich größer und das Verfahren technisch einfacher.

Beispiel 1

Eine Probe von 5 g NaH₄PO₄ wurde nach dem in der deutschen Offenlegungsschrift 1667 569 angegebenen Verfahren zu Maddrellsalz entwässert und im Porzeüanmörser zerstoßen. Die Löslichkeit dieser Probe betrug 0,71"/,. Danach wurde die Probe in einer Achatreibschale mehrere Stunden lang gemahlen, bis auf einem 40-|j.-Sieb kein Rückstand mehr zurückblieb. Die Löslichkeit betrug danach !1,1%. Diese Probe wurde nun Vt Stunde bei 380⁰C getempert Die Löslichkeit betrug dann nur noch 1,5 °/„.

Beispiel 2

Durch ein elektrisch beheiztes Drehrohr von 2,50 m Länge und einem Durchmesser von 250 mm wurden in der Stunde 20 kg eines feingemahlenen Maddrellsalzes (99% < 40 μ) hindurchgeschickt. Das Produkt erreichte dabei eine Temperatur von 380⁰C.

Anteil an löslicher Substanz des Maddrellschen Salzes:

Vor dem Nachtempern

5,46 Gewichtsprozent
4,16 Gewichtsprozent
3,99 Gewichtsprozent
2,56 Gewichtsprozent

Nach dem Nachtempern

2,38 Gewichtsprozent
2,43 Gewichtsprozent
2,60 Gewichtsprozent
2,04 Gewichtsprozent

Vor und nach dem Tempern zeigten 99 Gewichtsprozent der Produkte eine Korngröße < 40 μ.

Beispiel 3

Eine Probe von Maddrellschem Salz, die gemäß der deutschen Offenlegungsschrift 1667 569 hergestellt worden war, besaß noch eine Löslichkeit von 5,35 g P₂O₅, bezogen auf 100 g Substanz. Der Gehalt dieser Probe an saurem Pyrophosphat betrug, auf P₁O₅ umgerechnet, 3,0 g/100 g. Die Probe wurde bei 380 bis 400⁰C 30 Minuten getempert. Danach betrug die Löslichkeit nur noch 1,69 g P₂O₅ pro 100 g Substanz. Der Pyrophosphatanteil der Ausgangs-

ao probe war also durch das Tempern ebenfalls in Maddrellsches Salz übergegangen. Stellt man eine Bilanz des löslichen PjO₆-Anteiles vor und nach dem Tempern auf, so ergibt sich auch hier die schon oben gemachte Feststellung, daß die Löslichkeitsverminde-

»5 rung beim Tempern keineswegs allein auf die Entfernung von noch vorhandenem Konstitutionswasser zurückzuführen ist.

Löslichkeit vor dem Tempern g P₁OJlOOg	Pyrophosphatanteil g P₁OJlOOg	Löslichkeit theoretisch g P₁OJlOOg	Löslichkeit tatsächlich g P₁OJlOOg	Pyrophusphat
5,35 Gewichtsprozent	3,0 Gewichtsprozent	2,35 Gewichtsprozent	1,69 Gewichtsprozent	0 Gewichtsprozent

Claims

Auch D. E. C. Corbridge und F. R.

Patentanspruch: Tr ο ma ns, »Analytical Chemistry« 30 (1958),

S. 1101 bis 1110, konnten Maddrellsches Salz nur

Verfahren zur Herstellung von feinteiligem erhalten, indem sie NaH₂PO₄ bei 38O°C tagelang

Maddrellschem Salz mit geringer Wasserlöslichkeit 5 temperten und dann das Reaktionsprodukt mit

durch Mahlen von grobkörnigem Maddrellschem Wasser auswuschen.

Salz, dadurch gekennzeichnet, daß Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, aus das Maddrellsche Salz nach dem Mahlen während bereits vorhandenem schwerlöslichem Maddrellschem einer Zeitdauer von 0,5 bis 4 Stunden bei einer Salz, das in grobkörniger Form vorliegt, ein feinTemperatur zwischen 360 und 420⁰C getempert io körniges Produkt herzustellen, das etwa die gleiche wird. Schwerlösüchkeit wie das Ausgangsprodukt aufweist

Wie nun überraschenderweise gefunden wurde, läßt

sich der durch die Feinmahlung des Maddrellschen

Salzes verursachte Anstieg der Wasserlöslichkeit in

15 einfacher Weise wieder Rückgängig machen und in

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur gezielter Weise feinteiliges Maddrellsches Salz mit Herstellung von feinteiligem Maddrellschem Salz mit einem geringen Anteil an wasserlöslicher Substanz geringer Wasserlöslichkeit durch Mahlen von grob- gewinnen, wenn man das Maddrellsche Salz nach körnigem Maddrellschem Salz. dem Mahlen während einer Zeitdauer von 0,5 bis Feinteiliges Maddrellsches Salz wird insbesondere »o 4 Stunden, vorzugsweise von 1 bis 2 Stunden, bei in der Zahnpflegemittelindustrie als Putzkörper in einer Temperatur zwischen 360 und 420⁰C, vorzugs-Zahnpasten eingesetzt. Für diesen Zweck werden weise zwischen 380 und 400⁰C, tempert.
Produkte gewünscht, die weniger als 3 Gewichts- Zwe^kmäßigerweise führt man die Temperung in prozent an wasserlöslichen Substanzen enthalten und einem beheizten Drehrohr durch,
eine geringe Korngröße aufweisen. »5 Das nach an sich bekannten Verfahren hergestellte. In der deutschen Patentschrift 1 667 561 und in grobkörnige Maddrellsche Salz wird auf Korngrößen der deutschen Offenlegungsschrift 1 667 569 sind 99% < 40 μ gemahlen, bevor man es tempert.
Verfahren beschrieben, gemäß denen Maddrellsches Es läßt sich nach dem erfindungsgemäßen Ver-SaIz mit geringem Anteil an wasserlöslicher Substanz fahren sogar ein Aladdrellsches Salz verwenden, das erhalten werden kann. Werden diese Produkte jedoch 30 bis zu 5 Gewichtsprozent mit saurem Pyrophosphat fein gemahlen, so zeigt sich, daß durch den Mahl- verunreinigt ist, ohne das der lösliche Anteil des Endvorgang die ursprünglich geringe Wasserlöslichkeit produktes steigt.

des Salzes stark ansteigt. Die Wirkung der erfindungsgemäßen Maßnahmen Nach einem Verfahren der USA.-Patentschrift war nicht vorhersehbar, da das gemahlene Salz wäh-2 356 799 soll zwar Maddrellsches Salz mit einem 35 rend der Nachtemperung weder sintert noch zuwasserlöslichen Anteil unter 4 Gewichtsprozent er- sammenbackt oder sonstige Kornvergröberungen erhalten werden können, wie aber aus Journal of Ameri- leidet

can Society 81, (1959), S. 79, hervorgeht, liegt der Diese Nachtemperung stellt auch nicht einfach eine

wasserlösliche Anteil von nach diesem Verfahren restlose Entwässerung des Produktes dar, sondern

hergestellten Produkten praktisch immer bei 5 Ge- 40 bewirkt eine Desaktivierung der Oberfläche. Dem-

wichtsprozent. entsprechend tritt bei der Nachtemperung aus dem

Allgemein ist bekannt, daß Maddrellsches Salz bei gemahlenen Salz kein Wasser mehr aus. Die erfin-

Temperaturen oberhalb 25O°C aus NaH₂PO₄ bzw. dungsgemäß behandelten Produkte weisen einen

Na₂H₂P₂O₇ gebildet wird. wasserlöslichen Anteil auf, der kleiner als 3 Ge-

Ebenso bekannt ist es aber auch, daß bei diesen 45 wichtsprozent ist.

Temperaturen kein reines, wasserunlösliches Maddrell- Eine besondere Schwierigkeit bei der Herstellung

sches Salz entsteht, sondern letzteres immer im Ge- des Maddrellschen Salzes ist neben der Einhaltung

misch mit wasserlöslichem Trimetaphosphat gebildet eines bestimmten Wasserdampfpartialdruckes nach

wird (H. Rom pp, »Chemie-Lexikon«, 6. Auflage der deutschen Offenlegungsschrift 1667 569 auch

[1966], Bd. III, Spalte 3812). 50 der enge Temperaturbereich, in dem sich die Um-

Wie das Zustandsdiagramm des Systems Wandlung von saurem Natriumphosphat zu Maddrellschem Salz in technisch brauchbaren Zeiten vollzieht.