DE2108857C3 - Verfahren zur Herstellung kristallisierter Pyrophosphorsäure - Google Patents

Description

Gemäß der deutschen Patentschrift 925 465 wird nahmen bei der Handhabung von Pyrophosphorsäure eine 92%ige kristallisierte Pyrophosphorsäure dadurch zum Ausschluß von Feuchtigkeit erübrigen, erhalten, daß man durch Lösen von Phosphorpentoxid 45 Schließlich fällt beim ernndunssgemäßen Verfahren in Wasser oder Orthophosphorsäure bei Temperaturen kristallisierte Pyrophosphorsäure in einer Form an, bis höchstens 200⁰C Gemische der stöchiometrischen welche eine weitere Aufarbeitung erübrigt und die Zusammensetzung 2 H₂O · P₁O₅ herstellt und durch darüber hiiiaus mit Schmelzpunkten über 74°C eine Abkühlen zum Kristallisieren bringt. Von Nachteil bisher nicht erreichte Reinheit aufweist. ist hierbei die hohe Herstelltemperatur für die Mi- 50

schung, die die Gefahr des Einbringens von Verunreini- Beispiel 1

gungen aus dem Behältermaterial in die Säure in sich _{Nach dem Stand der Tcchnik}

birgt. Darüber hinaus ist die Kristallisationszelt

relativ lang. 9,55 kg Polyphosphorsäure mit 84 Gewichtsprozent

Nach der USA.-Patentschrift 3 371 992 wird unter- 55 P₂O₅ wurden in einem Kneter mit 0,45 kg Wasser halb des Schmelzpunktes von Pyrophosphorsäure eine vermischt und nach Zusatz von 2 kg kristallisierter Dispesrsion von flüssiger Polyphosphorsäure und Pyrophosphorsäure unter dauerndem Kneten 3 Stunden einem nichtwäßrigen Lösungsmittel mit fester Pyro- auf 65⁰C erwärmt. Nach weiteren 5 Stunden.war die phosphorsäure geimpft. Die Masse wird so lange ge- Mischung immer noch zähflüssig. Sie wurde aus dem rührt, bis sich die Polyphosphorsäure vollständig in 60 Kneter in einen Polyäthylensack übergeführt und war Pyrophosphorsäure umgesetzt hat. Zu ihrer Gewinnung nach 12 Stunden erstarrt.

wird nitriert und der Rückstand zur Entfernung des Die chromatographische Analyse lieferte die fol-

anhaftenden nichtwäßrigen Lösungsmittels unter Va- genden Werte: kuum behandelt. Diese zusätzlichen Arbeitsschritte 1,1% Orthophosphorsäure,

zur Gewinnung der reinen Pyrophosphorsäure sind 65 87,2% Pyrophosphorsäure,

bei diesem Verfahren nachteili||. 2,8 % Triphosphorsäure,

Gemäß der USA.-Patentschrift 3 453 075 wird eine 2,3% Tetraphosphorsäure,

sogenannte flüssige »Pyrophosphorsäure« mit 78 bis 6,6% höher kondensierte Phosphorsäuren.

Beispiel 2
Nach dem erfindungsgemäßer. Verfahren

9,55 kg Polyphosphorsäure mit 84 Gewichtsprozent P₂O₅ wurden in einem Kneter mit 0,45 kg Wasser vermischt und mit 0,2 kg kristallisierter Pyrophosphorsäure versetzt. Unter dauerndem Kneten wurde die Mischung für 2 Stunden auf 50⁰C erwärmt, worauf die Kristallisation einsetzte. Nach Abkühlen auf 30⁰C wurde noch 1 Stunde weitergeknetet, wobei die maximale Temperatur 41°C betrug. Danach lag eine farblose, feinteilige, schüttfähige Substanz mit einem Schmelzpunkt von 74°C vor, deren chromatognphische Analyse die folgenden Werte aufwies:

1,1% Orthophosphorsäure,
96,6°/₀ Pyrophosphorsäure,
?,3°/o Triphosphorsäure.

Beispiel 3
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren

8,22 kg Polyphosphorsäure mit 84 Gewichtsprozent P₂O₅ wurden in einem Kneter mit 1,78 kg Orthophosphorsäure mit 61,6 Gewichtsprozent P₂O₅ versetzt. Als Impfkristalle dienten die an den Knetwerkzeugen und Gefäßwandungen noch befindlichen geringen Mengen von kristalliner Pyrophosphorsäure aus einer vorausgegangenen Herstellung. Weiter wurde wie im Beispiel 2 verfahren, jedoch betrug die Reaktionszeit nur insgesamt 2,5 Stunden. Die chromatographische Analyse des farblosen, feinteiligen und schüttfähigen Endproduktes ergab folgende Werte:

1,5% Orthophosphorsäure,
95,3 % Pyrophosphorsäure,
3,2% Triphosphorsäure.

Beispiel 4
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren

4,88 kg Polyphosphorsäure mit 84 Gewichtsprozent P₂O₅ wurden in demselben Kneter, wie für Beispiel 3 verwendet, mit 5,12 kg Polyphosphorsäure mit 76 Gewichtsprozent P₂O₅ versetzt. Es wurden keine neuen Impfkristalle zugesetzt. Weiter wurde wie im Beispiel 2

verfahren. Die Reaktionszeit belief sich insgesamt auf 2 Stunden. Die chromatographische Analyse des farblosen, feinteiligen und schüttfähigen Endproduktes lieferte die folgenden Werte:

1.0% Orthophosphorsäure,

97,9 % Pyrophosphorsäure,
1,1% Triphosphorsäure.

Claims (1)

1. 82 Gewichtsprozent P₂O₅ mit fester Pyrophosphorsäurc

   Patentanspruch: vermischt, welche aus Partikeln besteht, von denen

   80% feiner als 9 mm, gegebenenfalls feiner als 2,3 mm,

   Verfahren zur Herstellung kristallisierter, min- sind, wobei 50% der festen Pyrophosporsaure feiner destens 95%iger Pyrophosphorsäure aus Poly- 5 als 0,044 mm sein sollten. Die Mischung besteht dabei phosphorsäure mit 79 bis 81 Gewichtsprozent P₂O₅ aus mindestens 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise und kristallisierter Pyrophosphorsäure als Impf- jedoch aus 50 bis 98 Gewichtsprozent fester I yromittel, dadurch gekennzeichnet, daß phosphorsäure und wird unter Ausschluß von Feuchman der Polyphosphorsäure I bis 5 Gewichts- tigkeit so lange bei Temperaturen von 25 bis 70 C prozent kristallisierter Pyrophosphorsäure zufügt, io durchmischt, bis sie sich vollständig verfestigt hat. die erhaltene Mischung unter Ausschluß von Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein

   Feuchtigkeit und unter ständigem Durchkneten Verfahren zur Herstellung von kristallisierter Pyroauf 40 bis 55°C erwärmt, beim Einsetzen der phosphorsäure zu schaffen, welches mit wenigen, Kristallisation einmalig auf 20 bis 35°C abkühlt einfachen .rbeitsschritten und guter Raum-Zeit- und vom Zeitpunkt des Einsetzens der Kristall)- 15 Ausbeute ι ie mindestens 95%ige Pyrophosphorsäur. sation an 0,5 bis 3 Stunden weiterknetet, wobei liefert. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, man in der Mischung durch Abführen der Kristalli- daß man der Polyphosphorsäure \ bis 5 Gewichtv sationswärme Temperaturen von maximal 50° C prozent kristallisierter Pyrophosphorsäure zufügt, die aufrechterhält. erhaltene Mischung unter Ausschluß von Feuchtigkeit

   20 und unter ständigem Durchkneten auf 40 bis 55 c

   erwärmt, beim Einsetzen der Kristallisation einmalig

   auf 20 bis 35°C abkühlt und vom Zeitpunkt des Ein

   Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren setzens der Kristallisation an 0,5 bis 3 Stunden weiter zur Herstellung kristallisierter, mindestens 95%iger knetet, wobei man in der Mischung durch Abführung Pyrophosphorsäure aus Polyphosphorsäure mit 79 bis 25 der Kristallisationswärme Temperaturen von maximal 81 Gewichtsprozent P₂O₅ und kristallisierter Pyro- 50³C aufrechterhält.

   phosphorsäure als Impfmittel. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorteilhaft,

   Pyrophosphorsäure (H₄P₂O₇) ist eine kristalline, daß der Anteil der in die Umsetzungsmischung als farblose, stark hygroskopische Substanz mit einem Impfkristalle einzubringenden kristallisierten Pyro-P_aO.,-Gehalt von 79,8 Gewichtsprozent. Sie ist unter 30 phosphorsäure mit weniger als 5 Gewichtsprozent anderem in Polyphosphorsäuren enthalten, aus denen gering ist. In der Praxis braucht man daher nur beim sie nach van Wa ζ er, »Phosphorus and Its Com- ersten Inbetriebnehmen eines Reaktionsgefäßes kristalpounds« (Interscience Publishers, New York, 1958), lisierte Pyrophosphorsäure zuzugeben; bei späteren Bd. 1, S. 619, durch Auskristaiiisieren erhalten werden Ansätzen reichen die an den Gefäßwandungen und kann, wobei das dadurch gestörte Gleichgewicht der 35 Knetwerkzeugen zurückbleibenden Kristalle zur Imp-Polyphosphorsäure mit verschiedenen Kettenlängen fung aus.

   sich immer wieder unter BildungweitererPyrophosphor- Weiterhin ist für die in die Mischung einzubringende

   säure einzustellen versucht, so daß eine Polyphosphor- kristallisierte Pyrophosphorsäure keine bestimmte säure mit 79,8 Gewichtsprozent P₂O₅ sich schließlich Siebanalyse erforderlich.

   vollständig zu kristalliner Pyrophosphorsäure umsetzt. 40 Überdies sind alle Schritte des erfindungsgemäßen Die Reaktionszeit beläuft sich jedoch auf etwa einen Verfahrens in einem Reaktionsgefäß ausführbar, wo-Nionat. durch sich andernfalls erforderliche besondere Maß-