DE2046658C3 - Verfahren zur Herstellung eines Natriumtripolyphosphat-Alkalisilikat-Mischgranulates - Google Patents

Description

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch von SiO₂: Na₂O unterhalb 2,40:1 aufweist, so lange gekennzeichnet, daß man aus den getrockneten 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 feuchten, Prozeß zurückführt und das Überkorn auf eine 15 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 SiO,-Alkalioxid- auf. So beschränken sie sich auf die Verwendung

Gewichtsverhältnis von 2,6 bis 0,8 einsetzt. 33 von Natriumsilikatlösungen, was bei 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 Alkalisuikallösung 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% 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 gezeigt, daß Produkte mit

einem derartig hohen SiO₂: Na₂O-7erhältnis 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

tür Herstellung eines rieselfähigen Natriumtripoly- 55 1 018 942 und 2 006 800, der belgischen Patentschrift phosphat-Alkalisilikat-Mischgranulats aus Natrium- 634 322 sowie der USA.-Patentschrift 2 480 579 be-Iripolyphosphat und Alkalisilikat, welches sich ins- kannt, wäßrige Natriumsilikatlösungen auf Natriumbesondere als Grundbestandteil, sogenanntes «Builder« phosphate aufzusprüher:, während man nach der für Geschirrspülmittel eignet. USA.-Patentschrift 2 333 444 Natriummetasilikai-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- 65 möglich, all die genannten Nachteile zu vermeiden, zellan und Metalle solchen Reinigungsmitteln Alkali- In einem kontinuierlichen Verfahren können Mischmetallsilikate, insbesondere Natriumsilikat, in Form grinulate beliebiger Zusammensetzung aus NTPP von NTPP-Alkalisilikat-Mischgrarfulaten zusetzt. und Alkalisilikat hergestellt werden, die vor allem

fttr den Einsatz in Geschirrspölmitteln hervorragend Verfahren hergestellten Produkte schnell und voU-

seeignet sind, ständig in Wasser und sind Ober lange Zeit lagerstawi-

Im einzelnen besteht die vorliegende Erfindung Die nachfolgenden Beispiele sollen das ernndungs·

darin, daß man ein rieselfähiges NTPP-Alkallsilikat- gemäße Verfahren verdeutlichen,

Mischgranulat aus einem Gemisch von Natriunitri- 5

polyphosphat und Alkalisilikat und Trocknen des Beispiel i 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 wäß- , _oö, ..,, . _{n d mm} rigen Lösung von Alkalisilikat und/oder NTPP auf io 1'IJ₁ ⁰ &■ α ^Γ , ' ! ' einem Drehteller pelletisiert, wobei das pulverförmige WJ₁* &°^^τ ^ °_nj ZZ AlkalisUikat ein SiO₂: Alkalioxidgewichtsverhältnis "·? ° ^ * * %] von 2,6 bis 0,8 aufweist. Dabei setz! man das Alkali- * «ί° *<*? ^ °· silikat und das NTPP zweckmäßigerweise in solchen ⁶⁸·⁸ '· ^{grrßer als} °'⁰³ . Mengenverhältnissen zueinander ein. die der ge- 15 und einem Schüttgewicht von 0,96 g/cm³ wurden wünschten Zusammensetzung de:s Endproduktes ent- mit 8 kg Natriumsilikat (26,7 Gewichtsprozent Na₁(J, sprechen, während man das Wasser in insgesamt 54,7 Gewichtsprozent SiO₂, 18,6 Gewichtsprozent solchen Mengen einsetzt, daß es in einem Überszhuß H₂O, Schüttgewicht 0,60 g/cm³) mit folgender Kornvon 50 bis 70 Gewichtsprozent, bezogen auf den verteilung:

Gehalt an gebundenem Wasser im Endprodukt, vor- 20 ^_{1 6}o) _größ_er als 0,4 mm,

liegt. Letzteres, um eine einwandfreie Pelletisierung 353 °/° größer als θ'"5 mm'

IU gewährleisten. ₅₇'_{8 0/}° _{großer als} fi _mm]

Es empfiehlt sich, Trockentemperatur und -zeit 73 2°/ größer als 0,06 mm,

so aufeinander abzustimmen, daß ein trockenes 924 °/° größer als 0,03 mm!

Produkt erhalten wird. Bei einer Temperatur von 15 ' °

etwa 8O⁰C, ist eine Trockenzeit von 30 bis 60 Minuten trocken vermischt und durch Aufgeben von 23,2 kg

ausreichend. Wird die Temperatur von 90^cC über- einer lOgewichtsprozentigen Wasserglaslösung mit

schritten, werden Produkte erhalten, die nicht mehr einem SiOj-NaXi-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 es in manchen Fällen Drehrohr bei 8O⁰C getrocknet. Die Kornausbeute

erwünscht, die Kornfraktion no. '.1 mehr einzuengen. betrug 87 Gewichtsprozent, die sich folgendermaßen

Hierzu werden die getrockneter 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 35 269° ° größer als 0,8 mm,

wird dann in den Prozeß zurückgeführt, während 86,7 °'/° erößer als 0,4 mm',

das Überkorn auf einen Walzenstuhl gelangt, wo es 989 °/° größer als θ!ΐ mm. auf die gewünschte Korngröße von 0.2 bis 1,2 mm

gemahlen wird. Selbstverständlich können bei Bedarf Der pH-Wert einer lgewichtsprozentigen wäßrigen auch andere Kornfraktionen gewonnen werden. 40 Lösung betrug 10,5. Das NTPP-SiO₂-Molverhältnis Auch für das Alkalisilikat der gegebenenfalls ein- des Mischgranulates lag bei 1,16:1 und das Schuttgesetzten 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- Löseverhahen der Mischgranulate zu haben, wurde Alkalioxid-Gewichtsverhältnis von 2,6 bis 0,8 zu 45 die Lösungsgeschwindigkeit nach der von H. Vo g e 1 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

tenen Pellets in einem Drehrohrofen durch. 18 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 NajO-Gcwichtsverhältnis von 2.05 aufwies, bei einer

werden können, wobei dem Mischungsverhältnis TellerleisUing von 221 k;i/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/cm

jedoch zur Herstellung eines Mischgranulates mit und ein NTPP-SiOrMolverhältnis 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.

Der pH-Wert einer Igewichtsprozentigen wftßrigen Lösung betrug 10,9; nach 7% Minuten war das Produkt vollständig gelöst,

B e i s ρ i e I 3

Eine trockene Mischung aus 8,35 kg NTPP und 31,7 kg Natfiumsilikat (entsprechend Beispiel 1) wurde mit Hilfe von 8,8 kg einer lOgewichtsprozentigen Wasserglaslösrmg mit einem SiC^-Na-O-Gewichtsverhältnis von 2,05 bei einem Tellerdurchsau von 562 kg/h, wie im Beispiel 1 beschrieben, pelletisiert und weiterbehandelt. Das Endprodukt besaß ein Schüttgewicht von 0,74 g/cm³ und ein NTPP-SiO₂-Molverhältnis von 0,08:1. Die Kornausbeute betrug 94 Gewichtsprozent, die sich folgendermaßen aufteilten:

1.7 °/o größer als 1,0 mm,
3,5 °/₀ größer als 0,8 mm.
54,0°/₀ größer als 0,4 mm,

100°/₀ größer ah 0,1 mm.

Der pH-Wert einer lgewichtsprozentige.i wäßrigen Lösung betrug 11,5; nach 6,5 Minuten war das Produkt vollständig gelöst.

Beispiel 4

Eine trockene Mischung von 30 kg NTPP und 11,7 kg Natriumsilikat (entsprechend Beispiel 1) wurde mit Hilfe von 12,7 kg Wasser als Bindemittel bei einem Tellerdurchsatz von 225 kg/h, wie im Beispiel 1 beschrieben, pelletisiert und wciterbehandelt. Das fertige Produkt besaß ein Schüttgewicht von 0,70 g/cm³ und ein NTPP-SiCVMolverhäftnis von 0,77:1. Die Kornausbeute betrug 85 Gewichtsprozent, die sich folgendermaßen aufteilten:

J6,3% 1,2 bis 1,0 mm.
31,5% größer als 0,8 mm,
95,5 % größer als 0,4 mm,
100% größer als 0,2 mm.

Der pH-Wert einer 1 gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung betrug 10,9; nach 4,5 Minuten war <Lu Produkt vollständig gelöst.

Beispiel 5

Eine Mischung von 28 kg Natriumtripolyphosphat und 11,7 kg Natriumsilikat wurde bei einem Tellerdurchsatz von 169 kg/h mit Hilfe von 19,4 kg einer auf 50° C erwärmten 20gewichtsprozentigen Natriumtripolyphosphatlösung, wie im Beispiel 1 beschrieben, pelletisiert und weiterbehandelt. Das Endprodukt besaß ein Schüttgewicht von 0,76 g/cm³ und ein NTPP-SiO_a-MoiverhäItnis vco 0,81:1. Die Kornausbeute betrug 86 Gewichtsprozent, die sich folgendermaßen aufteilten:

9,5 °/₀ größer als 1,2 mm,

41.2 "/Ό größer als 1,0 mm.
58.6% größer als 0,8 mm,
97,5 % größer als 0.4 mm,

99.3 ⁰Z₀ größer als 0,2 mm.

Das Produkt war vollständig in Wasser löslich; der pH-Wert einer 1 gewichtsprozentigen Lösung betrug 10.6. Der Gewichtsverlust nach 1 Std. bei 600" C betrug 18,6 Gewichtsprozent, jener nach 3 Tapen bei 6O⁰C 1,1 Gewichtsprozent.

Claims (2)

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

1. Verfahren zur Herstellung eines rieselfähigen lagerstabiles Produkt gebildet wird, welches ein für Natriumtripolyphospbat - AlkalisUikat - Misch- 5 seinen Verwendungszweck optimales_ Molverhaltms granulates aus einem Gemisch von Natriumtri- von AlkalisUikat zu NTPP von 30:1 bis 1:1 hat und polypbosphat und Alkalisilikat und Trocknen des das sich in Wasser in kurzer Zeit vo standig auflost. Gemisches bei Temperaturen unterhalb 90⁰C, Große Anstrengungen zur Herstellung geeigneter dadurch gekennzeichnet, daß man Granulate wurdta bereit« gemacht.

eine Mischung von pulverförmigem Natriumtri- »o So ist in der USA.-Patentschrift 2 909 490 ein polyphosphat und AlkalisUikat mit Wasser oder Verfahren beschrieben, wonach eine waßnge Natriumeiner wäßrigen Lösung von AlkalisUikat 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 NTPP₁ d.h. in Gegenwart von ein SiOj-Alkalioxid-Gewichtsverhältnis von 2,6 15 Wasser unterhalb 6O⁰C, hinzugegeben wird, bis die bis 0,8 aufweist. wäßrige Natriumsilikatlösung unter Badung eines

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

zeichnet, daß man die erhaltenen Pellets 30 bis Gemäß der deutschen Offenlegungsschrift 1900 781

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

trocknet. ao eines Natriumsilikates, das ein Gewichtsverhältnis