DE2046658B2 - Verfahren zur herstellung eines natriumtripolyphosphat-alkalisilikat-mischgranulates - Google Patents

Description

3 4

für den Einsatz in Geschirrspülmitteln hervorragend Verfahren hergestellten Produkte schnell und vollgeeignet sind. ständig in Wasser und sind über lange Zeit lagerstabiL

Im einzelnen besteht die vorliegende Erfindung Die nachfolgenden Beispiele sollen das erfindungs-

darin, daß man ein rieselfähiges NTPP-Alkalisilikat- gemäße Verfahren verdeutlichen.

Mischgranulat aus einem Gemisch von Nattiumtri- S

polyphosphat und Alkalisilikat und Trocknen des B e i s ρ i e 1 1
Gemisches bei Temperaturen unterhalb 90⁰C herstellt, indem man eine Mischung von pulverförmigem 40 kg NTPP mit folgender Korngrößenverteilung: NTPP und Alkalisilikat mit Wasser oder einer wäßrigen Lösung von Alkalisilikat und/oder NTPP auf to 1,2% größer als 0,4 mm,
einem Drehteller pelletisiert, wobei das pulverförmige ,^7>6°',° S^rößer *** °·^{2 mm}'
Alkalisilikat ein SiO₂: Alkaüoxidgewichtsvernältnis 37,7% größer als 0,1 mm,
von 2,6 bis 0,8 aufweist. Dabei setzt man das Alkali- 50,5% größer als 0,06 mm,
silikat und das NTPP zweckmäßigerweise in solchen 68,8% größer als 0,03 mm
Mengenverhältnissen zueinander ein, die der ge- 15 und einem Schüttgewicht von 0,96 g/cm* wurden wünschten Zusammensetzung des Endproduktes ent- mit 8 kg Natriumsilikat (26,7 Gewichtsprozent Na₂O, sprechen, während man das Wasser in insgesamt 54,7 Gewichtsprozent SiO₂, 18,6 Gewichtsprozent solchen Mengui einsetzt, daß es in einem Überschuß H₂O, Schüttgewicht 0,60gem³) mit folgender Kornvon 50 bis 70 Gewichtsprozent, bezogen auf den verteilung:
Gehalt an gebundenem Wasser im Endprodukt, vor- 20 116°' "Q 'I 0 4
liegt. Letzteres, um eine einwandfreie Pelletisierung 35 3° ° ^R^ Ύ 02
zu gewährleisten. ₅₇'_g '° j* " , _Q'

Es empfiehlt sich, Trockentemperatur und -zeit 73'? 0 ß" I o'

so aufeinander abzustimmen, daß ein trockenes qtaoi" -η" ι n'm

η j 1 ui -jn·- -r 92,4 ⁰Z₀ großer als 0,03 mm,

Produkt erhalten wird. Bei einer Temperatur von as ^/uo

etwa 80⁰C, ist eine Trockenzeit von 30 bis 60 Minuten trocken vermischt und durch Aufgeben von 23,2 kg

ausreichend. Wird die Temperatur von 90⁰C über- einer lOgewichtsprozentigen Wasserglaslösung mit

schritten, werden Produkte erhalten, die nicht mehr einem SiO^NasO-Gewichtsverhältnis von 2,05 auf

völlig wasserlöslich sind einem Drehteller bei einem Durchsatz von 177 kg/h

Obwohl das Produkt mit einem relativ einheit- 30 pelletisiert. Anschließend wurde das Produkt im

liehen, runden Korn anfällt, ist s in manchen Fällen Drehrohr bei 80°C getrocknet. Die Koinausbeute

erwünscht, die Kornfraktion noch mehr einzuengen. betrug 87 Gewichtsprozent, die sich folgendermaßen

Hierzu werden die getrockneten Pellets über ein aufteilten:

Doppelsieb geschickt, welches die Fraktion zwischen 16 4^0/ 1 5 bis 1 0 mm

vorzugsweise 0,2 bis 1,2 mm absiebt. Das Unterkorn 35 26 9°/° größer als ^ö ram

wird dann in den Prozeß zurückgeführt, während 86J % größer als £4 mm!

das Uberkorn auf einen Walzenstuhl gelangt, wo es _{9g 9}o' g_roß_er als 0 1 mm

auf die gewünschte Korngröße von 0,2 bis 1,2 mm ' '

gemahlen wird. Selbstverständlich können bei Bedarf Der pH-Wert einer 1 gewichtsprozentigen wäßrigen

auch andere Kornfraktionen gewonnen werden. 4° Lösung betrug 10,5. Das NTPP-SiO₂-Molverhältnis

Auch für das Alkalisilikat der gegebenenfalls ein- des Mischgranulates lag bei 1.16:1 und das Schüttgesetzten wäßrigen Alkalisilikatlösung, die vorteil- gewicht betrug 0,72 g/cm³. Um ein reproduzierbares hafterweise eine Konzentration von etwa 10 Gewichts- und für Vergleichszwecke geeignetes Maß für das prozent aufweisen sollte, empfiehlt sich, ein SiO₂- Lösevcrhalten der Mischgranulate zu haben, wurde Alkalioxid-Gewichtsverhältnis von 2,6 bis 0,8 zu 45 die Lösungsgeschwindigkeit nach der von H. Vo ge I wählen. und H. Kleber »Seifen, öle, Fette, Wachse« 93

Als pulverförmiges NTPP eignet sich insbesondere (1967), S. 692 bis 694 vorgeschlagenen Methode

solches mit einem Phase-I-Gehalt von 20 bis 80%. bestimmt. Hiernach lösten sich die Körner innerhalb

Die Konzentration der wäßrigen Natriumtripoly- von 6 Minuten vollständig zu einer klaren Lösung auf.

phosphatlösung sollte 10 bis 20 Gewichtsprozent 50

betragen. Beispiel 2

In erster Linie verwendet man als Alkalisilikat

Natriumsilikat und führt die Trocknung der erhal- Eine trockene Mischung von 30 kg NTPP und

ienen Pellets in einem Drehrohrofen durch. IK kg Natriumsilikat (entsprechend Beispiel 1) wurde

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens 55 auf einem Drehteller mit Hilfe von 17,9 kg einer

besteht einmal darin, daß hierbei runde Körner mit lOgewichtsprozentigen Wasserglaslösung, die ein SiO₂-

sehr guter Abriebfestigkeit kontinuierlich hergestellt Na-jO-Gewichtsverhältnis von 2,05 aufwies, bei einer

werden können, wobei dem Mischungsverhältnis Tellerleistung von 221 kg/h, wie im Beispiel 1 be-

NTPP zu Alkalisilikat keine Grenzen gesetzt sind. schrieben, pelletisiert und weiterbehandelt. Das fer-

Insbesondere eignet sich die vorliegende Arbeitsweise 60 tige Produkt besaß ein Schüttgewicht von 0,79 g/cm³

jedoch zur Herstellung eines Mischgranulates mit und ein NTPP-SiO₂-Molverhältnis von 0,45:1. Die

einem NTPP-SiO₂-Molverhältnis von 25:1 bis 1:25, Kornausbeute betrug 91 Gewichtsprozent, die sich

vorzugsweise von 1,50:1 bis 0,05:1. Ein weiterer folgendermaßen aufteilten:
Vorteil liegt darin, daß trotz der runden Form und

der hohen Abriebfestigkeit die Körner eine große, 65 29,9% 1,2 bis 1,0 mm,

vorwiegend innere, Oberfläche haben, was ihnen 41,2% größer als 0,8 mm,

hervorragende Builder-Eigenschaften verleiht. Außer- 98,5% größer als 0,4 mm,

'dem lösen sich die nach dem erfindungsgemäßen 100% größer als 0,2 mm.

1.

Der pH-Wert einer lgewjchtsprozentigen wäßrigen Kornausbeute betrug 85 Gewichtsprozent, die sich

Lösung betrug 10,9; nach 7*/₄ Minuten war das folgendermaßen aufteilten:

Produkt vollständig gelöst _163% ^ ^ ^ ^

_D . . , , S 31,5% größer als 0,8 mm,

Beispiel 3 5 95,5 % größer als 0,4 mm,

Eine tiockene Mischung aus 8,35 kg NTPP und 100% größer als 0,2 mm.

31,7 kg Natriumsiiikat (entsprechend Beispiel 1) wurde Der pH-Wert einer 1 gewichtsprozentigen wäßrigen

mit Hilfe von 8,8 kg einer lOgewichtsprozentigen Lösung betrug 10,9; nach 4,5 Minuten war das

Wasserglaslösung mit einem SiO₂-Na₂O-GeWiChIs- io Produkt vollständig gelöst,
verhältnis von 2,05 bei einem Tellerdurchsatz von

562 kg/h, wie im Beispiel 1 beschrieben, pelletisiert Beispiel 5
und weiterbehandelt. Das Endprodukt besaß ein

Schüttgewicht von 0,74 g/cm^s und ein NTPP-SiO₂- Eine Mischung von 28 kg Natriumtripolyphosphat

Molverhältnis von 0,08:1. Die Kornausbeute betrug 15 und 11,7 kg Natriumsilikat wurde bei einem Teller-

94 Gewichtsprozent, die sich folgendermaßen auf- durchsatz von 169 kg/h mit Hilfe von 19,4 kg einer

teilten: auf 50°C erwärmten iOgewichtsprozentigen Natrium-

17«' ornfw _aic ι η mm tripolyphosphatlösung, v,;e im Beispiel 1 beschrieben,

1,/ ι λ JiI LILJCl aid i ,U 1111IX- ,, , , . . . . , , __ _ , · ι

T so/ pröRpr ·ιΐ« η 8 m · pelletisiert und weiterbeh&adelt. Das Endprodukt

54 0°/Sr ils 0 4 mm ^o besaß ein Schüttgewicht von 0,76 g/cm³ und ein

100·/ größer al· 0 1 mm NTPP-SiO_rMolverhältnis von 0,8-1. Die Korn-

'°⁶ ' ' ' ausbeute betrug 86 Gewichtsprozent, die sich folgen-

Der pH-Wert einer 1 gewichtsprozentigen wäßrigen dermaßen aufteilten:

Lösung betrug 11,5; nach 6,5 Minuten war das 9,5% größer als 1,2 mm,

Produkt vollständig gelost. 25 _{412 o/o} |_{rößer als 10 mn%}

Beispiel 4 58,6% größer als 0,8 mm.

Eine trockene Mischung von 30 kg NTPP und 99^3 % frößer als θ!2 min!
11,7 kg Natriumsilik^t (entsprechend Beispiel 1) wurde

mit Hilfe von 12,7 kg Wasser als Bindemittel bei 30 Das Produkt war vollständig in Wasser löslich;

einem Tellerdurchsatz von 225 kg/h, wie im Beispiel 1 der pH-Wert einer 1 gewichtsprozentigen Lösung

bcchrieben, pelletisiert und weiterbehandelt. Das betrug 10,6. Der Gewichtsverlust nach 1 Std. bei

fertige Produkt besiß ein Schüttgewicht von 0,70 g/cm³ 600°C betrug 18,6 Gewichtsprozent, jener nach

und ein NTPP-SiO₂-M öl verhältnis von 0,77:1. Die 3 Tagen bei 6O⁰C 1,1 Gewichtsprozent.

Claims (9)

1 2 Bei der Herstellung derartiger Granulate sind Patentansprüche: jedoch viele Probleme zu Oberwinden. So muß ge währleistet sein, daß ein trockenes, rieselfähiges und

1. Verfahren zur Herstellung eines rieselfähigen lagerstabiles Produkt gebildet wird, welches ein für Natriumtripolyphosphat - Alkalisilikat - Misch- 5 seinen Verwendungszweck optimales Molverhältnis granulates aus einem Gemisch von Natriumtri- von Alkalisilikat zu NTPP von 30:1 bis 1:1 hat und polyphosphat und Alkalisilikat und Trocknen des das sich in Wasser in kurzer Zeit vollständig auflöst. Gemisches bei Temperaturen unterhalb 90⁰C, Große Anstrengungen zur Herstellung geeigneter dadurch gekennzeichnet, daß man Granulate wurden bereits gemacht

eine Mischung von pulverförmigem Natriumtri- io So ist in der USA^Patentschrift 2 909 490 ein polyphosphat und Alkalisilikat mit Wasser oder Verfahren beschrieben, wonach eine wäßrige Natriumeiner wäßrigen Lösung von Alkalisilikat und/oder silikatlösung so lange unter mechanischem Mischen Natriumtripolyphosphat auf einem Drehteller pel- zu wasserfreiem NTPP unterhalb der Zersetzungsletisiert, wobei das pulverförmige Alkalisilikat temperatur von NTPP, d. h. in Gegenwart von ein SKVAlkalioxid-Gewichtsverhältnis von 2,6 15 Wasser unterhalb 6O⁰C, hinzugegeben wird, bis die bis 0,8 aufweist. wäßrige Natriumsilikatlösung unter Bildung eines

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- trockenen Gemisches dehydratisiert ist.

zeichnet, daß man die erhaltenen Pellets 30 bis Gemäß der deutschen Offenlegungsschrift 1900781

60 Minuten bei einer Temperatur von etwa 8O⁰C wird einem wasserfreien NTPP eine wäßrige Lösung

trocknet. ao eines Natriumsilikates, das ein Gewichtsverhältnis

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch von SiO₈: Na₂O unterhalb 2,40:1 aufweist, so lange gekennzeichnet, daß man aus den etrockneten unter Mischen zugesetzt, bis in der Mischung ein Pellets die Kornfraktion von 0,2 bis 1,2 mm Molverhältnis von NTPP: SiO₂ von weniger als 1:1 Durchmesser absiebt, das Unterkorn in den erhalten worden ist. Die dabei entstehenden feucnten, Prozeß zurückführt und das Überkorn auf eine as plastisch verformbaren Teilchen werden anschließend Korngröße von 0,2 bis 1,2 mm mahlt. in einer Heizzone bei 60 bis 8O⁰C getrocknet und

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dann gemahlen und abgesiebt.

dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Beide Verfahren weisen jedoch erhebliche Nachteile

Alkalisilikatlösung mit einem SiO₂-Alkalioxid- auf. So beschränken sie sich auf die Verwendung

Dewichtsverhältnis von 2,6 bis 0,8 einsetzt. 30 von Natriurnsilikatlösungen, was be, der Art der

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Verfahrensdurchführung eine diskontinuierliche Ardadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige beitsweise bedingt. Als weiterer Nachteil ist zu Alkalisilikatlösung mit einer Konzentration von nennen, daß die gebildeten Produkte nicht in der etwa 10 Gewichtsprozent einsetzt. Form anfallen, in der sie später eingesetzt werden

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 35 können, sondern in einer getrennten Verfahrensstufe dadurch gekennzeichnet, daß man ein pulver- noch gebrochen, gemahlen und gesiebt werden müssen, förmiges Natriumtripolyphosphat mit einem Außerdem sind bei den erwähnten Verfahren der Phase-I-Gehalt von 20 bis 80°/₀ einsetzt. Variationsmöglichkeit in der Zusammensetzung der

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, NTPP-Silikatgemische sehr enge Grenzen gesetzt, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige 40 So ist die im Fertigprodukt vorhandene SiO₂-Menge Natriumtripolyphosphatlösung mit einer Konzen- durch die Menge des in Form der wäßrigen Silikattration von 10 bis 20 Gewichtsprozent einsetzt. lösung eingebrachten Wassers begrenzt. Weiterhin

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7. ist es nachteilig, daß die Anwendung der in der dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkali- USA.-Patentschrift 2 909 490 beschriebenen Arbeitssilikat Natriumsilikat einsetzt. 45 weise nur dann trockene Produkte gebildet werden,

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wenn das Na₂O : SiO₂-Verhältnis in der eingesetzten dadurch gekennzeichnet, daß man die erhaltenen Natriumsilikatlösung zwischen 1:2,40 und 1:3,22 Pellets in einem Drehrohr trocknet. liegt. Es hat sich aber g" eigt, daß Produkte mit

einem derartig hohen SiO₂: Na₂O-Verhältnis nur 50 bedingt für die Herstellung von Geschirrspülmitteln

geeignet sind, da letztere sich um so langsamer in

Wasser auflösen, je höher der Silikatgehalt der eingesetzten Lösung ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren Ferner ist es aus den französischen Patentschriften

zur Herstellung eines rieselfähigen Natriumtripoly- 55 1018 942 und 2 006 800, der belgischen Patentschrift phosphat-Alkalisilikat-Mischgranulats aus Natrium- 634 322 sowie der USA.-Patentschrift 2 480 579 betripolyphosphat und Alkalisilikat, welches sich ins- kannt, wäßrige Natriumsilikatlösungen auf Natriumbesondere als Grundbestandteil, sogenanntes »Builder« phosphate aufzusprühen, während man nach der für Geschirrspülmittel eignet. USA.-Patentschrift 2 333 444 Natriummetasilikat-tri-

Es ist seit langem bekannt, daß sich kondensierte 60 polyphosphatgranulate erhält, indem man Natrium-Phosphate, vor allem Natriumtripolyphosphat (nach- tripolyphosphat in eine Schmelze von Natriummetafolgend kurz als NTPP bezeichnet), hervorragend silikat einträgt, das Gemisch erstarren läßt und den für den Einsatz in Reinigungsmitteln eignen. Es ist dabei entstehenden harten Kuchen bricht und mahlt, außerdem bekannt, daß man zum Schutz gegen Gemäß vorliegender Erfindung ist es nunmehr

Angriffe alkalischer Reinigungsmittel auf Glas, Por- 05 möglich, all die genannten Nachteile zu vermeiden, zellan und Metalle solchen Reinigungsmitteln Alkali- In einem kontinuierlichen Verfahren können Mischmetallsilikate, insbesondere Natriumsilikat, in Form granulate beliebiger Zusammensetzung aus NTPP von NTPP-Alkalisilikat-Mischgranulaten zusetzt. und Alkalisilikat hergestellt werden, die vor allem