DE2251314B2 - Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumphosphats und Verwendung desselben als feuerfesten Binder - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumphosphats und Verwendung desselben als feuerfesten BinderInfo
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Description
Bisher wurden Aluminiumbinder der Industrie in Form von Lösungen geliefert, die jedoch hoch korrosiv
sind und infolgedessen spezielle Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung und Lagerung erfordern.
Die Verwendung von Aluminiumphosphaten als Bindemittel ist beispielsweise aus der GB-PS 5 95 768
bekannt. Dabei erfolgt die Herstellung des festen Bindemittels durch Auflösen eines Aluminiumphosphats
in Schwefel-, Salpeter- oder Salzsäure, worauf die Flüssigkeit bei einer Temperatur von etwa 150°C
abgedampft wird, um das feste Bindemittel als Produkt zu ergeben. Durch Versuche wurde festgestellt, daß bei
einem Verhältnis an Al: P von 1 :1 das Produkt nicht
wasserlöslich ist, so daß dieses zur Herstellung von wasserlöslichen Aluminiumphosphaten, die als feuerfeste
Binder eingesetzt werden können, nicht geeignet ist.
Die Erfindung betrifft nunmehr ein Verfahren zur Herstellung eines festen, wasserlöslichen Aluminiumphosphats
aus einer Lösung, die Aluminiumionen, Phosphationen und zusätzlich die Anionen einer
anderen Mineralsäure als Phosphorsäure enthält, wobei die Aluminiumionen und Phosphationen in der Lösung
in einem Molverhältnis von im wesentlichen 1 :1 vorliegen. Das Neue der Erfindung besteht darin, daß
man die Lösung spritztrocknet, wobei die Austrittstemperatur des Trocknungsgases 100° C nicht überschreitet,
oder gefriertrocknet.
Die Herstellung von Feststoffen durch Spritztrocknen oder Gefriertrocknen von entsprechenden Lösungen
ist allgemein bekannt. Die Anwendung dieser Arbeitsweisen auf die Herstellung von festen, wasserlösliehen
Aluminiumphosphaten, die als feuerfeste Binder verwendet werden sollen, ist jedoch keineswegs
naheliegend und führt zu wesentlichen Vorteilen. Hierbei ist besonders darauf zu achten, daß die
Trocknungstemperatur nicht zu hoch gewählt wird, da sonst ein nichtwasserlösliches Produkt entsteht, das als
Bindemittel im Sinne der Erfindung nicht verwendet werden kann.
Die gemäß der Erfindung hergestellten festen, wasserlöslichen Aluminiumphosphatprodukte werden
in Form eines trockenen freifließenden Pulvers erhalten, das in Wasser leicht löslich ist. Die festen Binder sind,
selbst wenn sie Chlor enthalten, praktisch geruchlos und
30 die aus diesen Bindern hergestellten feuerfesten Zemente besitzen gute Feuerfestigkeitseigenschaften
und eine gute Beständigkeit gegenüber Schlackenerosion.
Das Verhältnis von Aluminiumionen zu Phosphationen ist im wesentlichen 1:1. Beispielsweise kann es im
Bereich von 0,9 :1 bis 1,1 :1 liegen. Es kann aber auch
noch etwas weiter variieren, beispielsweise innerhalb von Werten im Bereich von 1,25:1 bis 0,75:1. Das
Verhältnis von Aluminiumionen zu Phosphationen bleibt beim Trocknungsverfahren unverändert und
infolgedessen enthalten die hergestellten festen Binder Aluminiumionen und Phosphationen in einem Verhältnis
von im wesentlichen 1:1. Dies ist von Vorteil, da die Binder, die diese Zusammensetzung aufweisen, beim
Aushärten ein Produkt ergeben, das bessere Feuerfestigkeitseigenschaften aufweist als die bekannten sauren
Aluminiumphosphatbinderlösungen.
Die Lösung ist zweckmäßigerweise eine wäßrige Lösung, obwohl Lösungen in organischen Lösungsmitteln,
wie z. B. Alkohoien, ebenfalls verwendet werden können. Gewünschtenfalls kann ein Gemisch von
Lösungsmitteln verwendet werden, wie z. B. ein Gemisch aus Wasser und Alkohol.
Die zusätzlichen Anionen dienen dazu, das Aluminiumphosphat löslich zu machen. Überraschenderweise
wird mindestens ein Teil der Anionen in der Ausgangslösung in das getrocknete Produkt überführt
und dient dazu, das Produkt löslich zu machen.
Beispiele für Anionen, die verwendet werden können, sind Halogenid-, (insbesondere Chlorid-), Nitrat-,
Sulfat-, Formiat- und Acetationen. Die Anionen von einbasigen Mineralsäuren werden besonders bevorzugt
da bei ihrer Verwendung die erhaltenen getrockneten Produkte Binder sind, die leicht bei niedrigen Temperaturen
gehärtet werden können. Gegebenenfalls kann ein Gemisch von Anionen verwendet werden.
Die erforderliche Menge an zusätzlichen Anionen hängt vom Aluminium : Phosphat-Verhältnis und vom
jeweils ausgewählten Anion ab, obwohl ein Anionen : Aluminium-Verhältnis von ungefähr 1:1 im
Produkt im allgemeinen bevorzugt wird. Wenn das Verhältnis beträchtlich kleiner ist, dann ist das Produkt
nicht so leicht löslich, während, wenn das Verhältnis größer ist, Lösungen des Produkts korrosiver werden,
ohne daß eine wesentliche kompensierende Verbesserung der Löslichkeit des Produkts erzielt wird. Der
bevorzugte Anteil an Anionen kann in einem bestimmten Fall leicht durch einfachen Versuch bestimmt
werden. Wenn beispielsweise das Anion ein Halogenid ist (beispielsweise Chlorid), dann besitzen die Produkte
in erwünschter Weise ein Halogenidionen : Aluminiumionen-Verhältnis von 0,7 bis 1,2, vorzugsweise von 0,9 bis
1,1. Da Halogenidionen (aber nicht Aluminiumionen) beim Trocknungsverfahren verlorengehen können,
sollte das Halogenidionen : Aluminiumionen-Verhältnis in der Ausgangslösung größer oder gleich dem
Verhältnis im gewünschten Produkt sein. So kann die Ausgangslösung ein Halogenidionen : Aluminiumionen-Verhältnis
im Bereich von 3 :1 (oder mehr) bis ungefähr 1 :1 aufweisen. Überraschenderweise wurde festgestellt,
daß, wenn das Verhältnis in der Ausgangslösung beträchtlich größer als 1 :1 ist, ein beträchtlicher Anteil
des Chlorids beim Trocknungsverfahren veräoren geht so daß das Produkt gleichbleibend ein Halogenidionen
: Aluminiumionen-Verhältnis von ungefähr 1 : 1 aufweist. Aber trotzdem wurden Produkte mit diesem
Verhältnis auch aus Ausgangslösungen erhalten, die ein
Halogenidionen : Chloridionen-Verhältnis von nur ungefähr
1 :1 aufwiesen.
Wenn beispielsweise das Anion aus dem Nitratanion besteht, dann besitzen die Produkte in erwünschter
Weise ein Nitrationen : Aluminiumionen-Verhältnis im Bereich von 0,7 bis 1,2, vorzugsweise 0,9 bis 1,1. Auch
kann die Ausgangslösyng einen Überschuß der Anionen enthalten, dies ist aber nicht unbedingt nötig.
Die Ausgangslösung kann durch irgendein Verfahren hergestellt werden, welches sicherstellt, daß die
gewünschten Ionen vorliegen. Beispielsweise wird sie in zweckmäßiger Weise dadurch hergestellt, daß man das
Aluminiumphosphat in wäßriger Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Salpetersäure, Ameisensäure, Essigsäure
oder Schwefelsäure oder einem Gemisch daraus auflöst, 1 <-,
beispielsweise dadurch, daß man Aluminiumorthophosphat-tri-hydrat in wäßriger Salzsäure auflöst. Die
Lösung kann auch dadurch hergestellt werden, daß man ein Alumiiiiumsalz, wie z. B. das Chlorid, Bromid, Nitrat,
Formiat, Acetat oder Sulfat von Aluminium, in Phosphorsäure, insbesondere wäßriger Orthophosphorsäure,
auflöst, oder dadurch, daß man eine Lösung des genannten Salzes mit Orthophosphorsäure mischt. Es
hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Lösung durch Auflösen des Aluminiums oder von anderen Aluminium- 2r>
verbindungen als der erwähnten Salze in einem Gemisch aus Phosphorsäure und mindestens einer der
genannten wäßrigen Säuren herzustellen. Die Oxide und Hydroxide von Aluminium sind besonders brauchbare
Verbindungen, und es können auch Aluminiumoxid enthaltende Mineralien, wie z. B. Aluminosilikate,
verwendet werden. Alternativ können einige der Lösungen dadurch hergestellt werden, daß man das
Aluminiumphosphat, -oxid oder -hydroxid und ein Salz von Aluminium und Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, y,
Salpetersäure, Ameisensäure, Essigsäure oder Schwefelsäure in einer wäßrigen Lösung auflöst. Beispielsweise
kann eine brauchbare Lösung dadurch hergestellt werden, daß man Aluminium-dihydrogen-phosphat,
A1(H2PO4)3 mit Aluminiumchlorid, AICI3, und gegebenenfalls
Aluminiumhydroxid, Al(CH)3, in Wasser mischt. Gewünschtenfalls können gesonderte Lösungen hergestellt
und gemischt werden. Die Herstellung der Lösung wird häufig durch Erwärmen oder in einigen Fällen
durch Kochen unterstützt, obwohl Bedingungen, die eine Ausfällung eines unlöslichen Aluminiumphosphats
ergeben, selbstverständlich vermieden werden sollen.
Die Gesamtkonzentration an Ionen in der Lösung ist nicht kritisch, liegt aber aus Gründen der Wirtschaftlichkeit
hoch. So kann beispielsweise die Lösung einen Feststoffgehalt im Bereich von 20 bis 50 Gew.-% oder
sogar noch mehr aufweisen. In einigen Fällen kann es bevorzugt sein, eine verhältnismäßig verdünnte Ausgangslösung
zu verwenden, wie z. B. wenn eines der Ausgangsmaterialien (wie z. B. die Salzsäure) in Form
einer verdünnten Lösung leicht erhältlich ist.
Die Eigenschaften der Lösung können durch bekannte Techniken modifiziert werden, um die Eignung von
Lösungen zum Spritztrocknen zu verbessern. So kann man beispielsweise ein oder mehrere bekannte Zusätze, bo
welche bekanntermaßen den Spritztrocknungsvorgang unterstützen, in die Lösung einverleiben, vorausgesetzt,
daß sie nicht schädlich mit den anderen Komponenten der Lösung reagieren. Beispielsweise können Zusätze in
die Lösung einverleibt werden, um ihre Viskosität μ und/oder Oberflächenspannung in erwünschter Weise
zu modifizieren. In ähnlicher Weise können Zusätze, welche die Eigenschaften des spritzgetrockneten
Produkts verbessern, beispielsweise durch Erhöhung seiner Löslichkeit oder Auflösungsgeschwindigkeit oder
durch Verbesserung des Fließverhaltens als Feststoff, in die Lösung einverleibt werden, vorausgesetzt, daß sie
nicht übermäßig den Spritztrocknungsvorgang stören. Solche Zusätze werden vorzugsweise in der Lösung
aufgelöst, können aber erwünschtenfalls in Form von Teilchen suspendiert werden.
Bei einem bevorzugten Spritztrocknungsverfahren wird die Lösung einem Atomiseur zugeführt, so daß ein
nebelartiger Spray von Tröpfchen gebildet wird. Die Tröpfchen besitzen im allgemeinen Durchmesser im
Bereich von 10 bis 500 μ, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 100 μ. Der Atomiseur kann irgendeine zweckmäßige
Form aufweisen, beispielsweise kann er die Form einer geeigneten Spritzdüse oder einer Reihe von
solchen Spritzdüsen oder die Form einer rotierenden Scheibe besitzen. Wegen der korrosiven Natur der zu
trocknenden Lösung wird der Atomiseur günstigerweise aus einem korrosionsbeständigen Material, wie z. B.
Titan, hergestellt. Die Lösung wird von einem Atomiseur in eine Kammer eingeführt, welche vorzugsweise
auf atmosphärischem Druck gehalten wird, worin ein Gas fließt. Das verwendete Gas ist vorzugsweise
Luft, aber andere Gase können ebenfalls verwendet werden, wie z. B. Stickstoff, Argon oder Kohlendioxid.
Gegebenenfalls kann ein Gemisch von Gasen verwendet werden. Das Gas kann ein oder mehrere gasförmige
Komponenten enthalten, wie z. B. Wasserdampf oder Chlorwasserstoff welche mit dem Tröpfchen der
trocknenden Lösung oder dem Feststoff im Spray sich ins Gleichgewicht einstellen oder reagieren. Das Gas
kann auch feine Teilchen enthalten, welche in das Produkt einverleibt werden sollen. Das Gas wird für die
Zuführung zumindest eines Teils der Hitze verwendet, die für die Entwässerung der Lösung in der gleichen
Kammer erforderlich ist. Die Temperatur im Inneren der Kammer wird in zweckmäßiger Weise dadurch auf
einem bestimmten Wert gehalten, daß die Eintrittstemperatur des Gases und/oder die Zuführgeschwindigkeit
der Lösung zum Atomiseur entsprechend eingestellt wird.
Die Temperatur der trocknenden Tröpfchen im Spritztrockner sollte so eingestellt werden, daß eine
Zersetzung des Produkts (d. h. ein Verlust eines größeren Anteils an zusätzlichen Anionen, wodurch das
Produkt unlöslich wird) vermieden wird. Die Temperatur, bei der sich das Produkt zersetzt (die Löslichkeit
verliert), hängt von den jeweils anwesenden Anionen ab, liegt aber häufig bereits bei 120° C oder darunter. Die
Bedingungen, die zur Bildung eines löslichen Produktes in einem bestimmten Fall nötig sind, können leicht durch
einfachen Versuch bestimmt werden.
Wenn man einen Gleichstromspritztrockner verwendet, dann ist die Eintrittstemperatur des Gases nicht
kritisch und kann beispielsweise im Bereich von 40 bis 300° C, insbesondere 200 bis 240° C, liegen. Die
Austrittstemperatur sollte nicht über der Temperatur liegen, bei der das Produkt die Löslichkeit verliert.
Wenn beispielsweise die anwesenden Anionen Chloridanionen sind, dann sollte die Austrittstemperatur in
erwünschter Weise 100° C nicht überschreiten und vorzugsweise im Bereich von 70 bis 100°C liegen, je
nach der Konzentration der in der Lösung anwesenden Chloridionen. Wenn die anwesenden Anionen Nitratanionen
sind, dann sollte die Austrittstemperatur günstigerweise 90° C nicht überschreiten und vorzugsweise
im Bereich von 70 bis 90° C liegen, je nach der
Konzentration der in Lösung anwesenden Nitrationen. Wenn ein Gegenstromspritztrockner verwendet wird,
dann ist die Einstellung der Gaseintrittstemperatur wichtiger. Die Temperatur des Eintrittsgases sollte dann
gemäß den Zahlen gewählt werden, die oben für die Austrittstemperatur in einem Gleichstromspritztrockner
angegeben sind.
Der Spritztrockner kann in zweckmäßiger Weise unter atmosphärischem Druck betrieben werden,
obwohl gegebenenfalls auch höhere oder niedrigere Drucke verwendet werden können.
Ein gemäß der Erfindung hergestelltes wasserlösliches,
spritzgetrocknetes Aluminiumphosphat besitzt beispielsweise folgende Zusammensetzung:
Al
Cl
PO4
H2O
Gew.-%
Verhältnis
Verhältnis
10,9
1,00
1,00
10,7
0,75
0,75
38,7
1,00
1,00
39,4 5,4
Eine Lösung, die wie in Beispiel 1 hergestellt worden war, wurde dadurch spritzgetrocknet, daß sie bei dem
gleichen Druck wie in Beispiel 1 durch den gleichen Atomiseur hindurchgeführt wurde, wobei aber die
Lufteintrittstemperatur 1900C und die Luftaustrittstemperatur
65° C betrug. Es wurde ein wasserlösliches Produkt mit der folgenden Analyse erhalten:
Al
Cl
PO4
H2O
Gew.-%
Verhältnis
Verhältnis
10,1
1,00
1,00
14,6
1,10
1,10
38,5
1,08
1,08
36,4
5,4
176 g Aluminiumphosphat-trihydrat wurden langsam in einem Gemisch aus 20 g konzentrierter Salzsäure und
200 ml Wasser aufgelöst. Die erhaltene Lösung war blaßgelb und besaß die folgende Analyse:
/2 · (P2O5)^2 · (HCl), · (H2O),
worin ζ im Bereich von 0,8 bis 1,2, vorzugsweise 0,9 bis
1,1, liegt,
χ im Bereich von 0,8 bis 1,2, vorzugsweise 0,9 bis
χ im Bereich von 0,8 bis 1,2, vorzugsweise 0,9 bis
1,1, liegt,
y im Bereich von 3 bis 6, vorzugsweise 3 bis 4, liegt.
y im Bereich von 3 bis 6, vorzugsweise 3 bis 4, liegt.
Wenn ζ gleich 1 ist, dann wird die Formel zu der folgenden:
AlPO4 · (HCl)1 · (H2O),
worin χ und ydie oben angegebene Definition besitzen.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
174,5 g (1 Mol) Aluminium-hydroxychlorid AI2(OH)5CI wurden in 663 g Wasser aufgelöst, und 104 g
einer 35%igen wäßrigen Salzsäure (1 Mol) wurden unter Rühren zugegeben. Die Temperatur des Gemischs
stieg um 10°C. Dann wurden 223 g 88%ige wäßrige Orthophosphorsäure (2 Mol) zugegeben. Die Temperatur
stieg um 18° C, und es bildete sich eine klare wasserhelle Lösung. Die Lösung wurde in einem
Gleichstromspritztrockner entwässert, der einen rotierenden Scheibenatomiseur und eine Kammer mit
atmosphärischem Druck aufwies. Die Lufteintrittstemperatur war 190° C, und die Luftaustrittstemperatur war
80 bis 85°C. Es wurde ein weißes Pulver gebildet. Mehr als 95% desselben waren in Wasser löslich. Es hatte die
folgende Analyse:
Al
Cl
PO4
H2O
'.» Gew.-%
4,6
13,0
16,0
62,0
Die Lösung wurde wie in Beispiel 1 spritzgetrocknet, aber mit einer Lufteintrittstemperatur von 139° C und
einer Luftaustrittstemperatur von 69° C. Es bildete sich ein weißes wasserlösliches Pulver, das die folgende
Analyse aufwies:
Al
Cl
PO4
H2O
2« Gew.-%
Verhältnis
Verhältnis
11,6
1,00
1,00
16,5
1,07
1,07
40,4
0,99
0,99
31,2
4,0
4,0
Eine Lösung, die wie in Beispiel 3 hergestellt worden war, wurde bei atmosphärischem Druck und bei einer
Eintrittslufttemperatur von 180°C und einer Austrittslufttemperatur von 100°C spritzgetrocknet. Es bildete
sich ein cremefarbiges wasserlösliches Pulver mit der folgenden Analyse:
Al
Cl
PO4
H2O
Gew.-% | 12,1 | 16,5 | 42,1 | 28,6 |
Verhältnis | 1,00 | 1,02 | 0,99 | 3,2 |
133,5 g wasserfreies Aluminiumchlorid wurden langsam
in 300 ml Wasser aufgelöst. Zur resultierenden Lösung wurden 110 g 89%ige Orthophosphorsäure
zugegeben. Die erhaltene gelbe Flüssigkeit besaß die folgende Analyse:
Al
Cl
PO4
H2O
Gew.-%
6,3
20,4
21,8
48,9
Die Lösung wurde bei atmosphärischem Druck, einer Lufteintrittstemperatur von 140° C und einer Luftaustrittstemperatur
von 700C spritzgetrocknet. Es bildete sich ein gelbes wasserlösliches Pulver mit der folgenden
Analyse:
Al
Cl
PO4
H2O
Gew.-%
Verhältnis
Verhältnis
11,4
1,00
1,00
17,4
1,10
1,10
39,3
1,12
1,12
30,0
4,0
4,0
Eine Lösung, die wie in Beispiel 5 hergestellt worden war, wurde beim gleichen Luftdruck aber bei einer
Lufteintrittstemperatur von 180°C und einer Luftaustrittstemperatur von 1000C spritzgetrocknet. Es bildete
sich ein gelbes wasserlösliches Pulver mit der folgenden Analyse:
Al | 7 | PO4 | 22 | 51 | 314 | Al | 8 | PO4 | H2O | |
12,6 | Cl | 44,3 | 11,7 | Cl | 41,1 | 30,9 | ||||
1,00 | 14,9 | 1,00 | H2O | 1 | 16,2 | 1,00 | 4,0 | |||
Gew.-°/o | 0,91 | 27,4 | Gew.-% | 1,05 | ||||||
Verhältnis | 3,3 | Verhältnis | ||||||||
881 g wasserfreies Aluminiumchlorid wurden in 2000 g Wasser aufgelöst. Zu dieser Lösung wurden
410 ml 89%ige Orthophosphorsäure zugegeben. Die erhaltene Lösung wurde dann wie in Beispiel 1 unter
Verwendung einer Lufteintrittstemperatur von 235° C und einer Luftaustrittstemperatur von 104° C spritzgetrocknet.
Es bildete sich ein gelber wasserlöslicher Feststoff mit der folgenden Analyse:
Al
Cl
PO4
H2O
Gew.-%
Verhältnis
Verhältnis
13,2
1,00
1,00
13,2
0,77
0,77
46,4
1,00
1,00
27,5
3,1
3,1
Al
Cl
PO4
HiO
Gew.-%
Verhältnis
Verhältnis
13,0
1,00
1,00
13,2
0,78
0,78
44,2
0,96
0,96
28,6
3,3
3,3
176 g (1 Mol) Trialuminiumphosphat-trihydrat wurden
mit 114 g einer 32°/oigen wäßrigen Salzsäurelösung (1 Mol) und ausreichend Wasser gemischt, so daß eine
steife Paste mit einer Temperatur von 6O0C erhalten
wurde. Das Gemisch wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und 48 st stehen gelassen. Dann wurde
ausreichend Wasser zugegeben, daß das gesamte zugesetzte Wasser 472 g betrug. Die sich bildende leicht
wolkige Lösung wurde filtriert, und das Filtrat wurde wie in Beispiel 1 unter Verwendung einer Lufteintrittstemperatur
von 190°C und einer Luftaustrittstemperatur von 65 bis 70°C spritzgetrocknet.
Das Produkt war ein blaßgelbes wasserlösliches Pulver mit der folgenden Analyse:
Beispiel 11
133,5 g wasserfreies Aluminiumchlorid wurden in 1 I 75° O.P. methylhaltigem Industriesprit aufgelöst. Zu
dieser Lösung wurden 63,6 ml 88%ige Orthophosphorsäure zugegeben. Aus der Lösung schied sich ein weißer
Feststoff ab. Dieser wurde wieder in der Mutterflüssigkeit aufgelöst, wobei 100 ml Wasser zugegeben wurden.
Die Lösung besaß die folgende Analyse:
720 g Aluminiumhydroxid wurden in einem Gemisch aus 1712 ml 36%iger Salzsäure und 560 ml 89%iger
Orthophosphorsäure aufgelöst. Die erhaltene Lösung wurde wie in Beispiel 1 spritzgetrocknet, wobei eine
Lufteintrittstemperatur von 23O0C und eine Luftaustrittstemperatur
von 106°C verwendet wurde.
Der gebildete Feststoff war in Wasser löslich und besaß die folgende chemische Analyse:
Al
Cl
PO4
Gew.-%
2,9
10,4
10,2
Diese Lösung wurde dann in einem Gleichstromspritztrockner mit einer Gaseintrittstemperatur von
2430C und einer Gasaustrittstemperatur von 57° C spritzgetrocknet. Es bildete sich ein wasserlösliches
Produkt mit der folgenden Analyse:
Al
Cl
PO4 H2O Äthanol
Gew.-%
Verhältnis
Verhältnis
11,3
1,0
1,0
12,0
0,83
0,83
40,0
1,00
1,00
12
23,6
3,1
3,1
6,0
0,31
0,31
312 g Aluminiumnitrat-nonahydrat und 93 g 88%ige Orthophosphorsäure wurden in 94 ml destilliertem
Wasser aufgelöst. Die erhaltene Lösung wurde wie in Beispiel 1 mit einer Eintrittstemperatur von 170°C und
einer Austrittstemperatur von 80° C spritzgetrocknet.
Das gebildete feste Produkt war in Wasser stark löslich und besaß die folgende Analyse:
Al
NO3
PO4
H2O
Gew.-%
Verhältnis
Verhältnis
10,8
1,00
1,00
23,5
1,04
1,04
39,6
0,94
0,94
26,1
3,6
3,6
Beispiel 13
Eine wäßrige Lösung von 2410 g Aluminiumnitrat-nonahydrat
und 615 g 88°/oiger Orthophosphorsäure wurde hergestellt. Die erhaltene Lösung enthielt
annähernd 40 Gew.-% A1(NO3)3 und H3PO4 zusammen.
Die Lösung wurde wie in Beispiel 1 bei einer Eintrittstemperatur von 235 bis 2400G und einer
Austrittstemperatur von 85 bis 900C spritzgetrocknet. Das Produkt, welches in Wasser leicht löslich war, besaß
Al | Cl | PO4 | H2O | Gew.-% «ι Verhältnis |
Al | NO3 | PO4 | |
10,9 1,00 |
15,0 1,04 |
39,4 1,02 |
34,1 4,7 |
12,1 1,00 |
25,7 0,91 |
36,5 0,84 |
||
Gew.-% Verhältnis |
||||||||
Beispiel 10
Eine Lösung wurde wie in Beispiel 7 hergestellt und dann wie in Beispiel 1 bei einer Lufteintrittstemperatur
von 200c'C und einer Luftaustrittstemperatur von lOO'C
spritzgetrocknet.
Das gebildete feste Produkt war in V/asser löslich und besaß die folgende chemische Analyse:
Beispiel 14
Eine wäßrige Lösung von Aluminiumnitrat/Phosphorsäure mit der Analyse:
Al
NO,
Gew.-%
4,5
5,2
30,9
wurde hergestellt und wie in Beispiel 1 spritzgetrocknet. Die Eintrittstemperatur war 196° C und die Austrittstemperatur 81° C. Es bildete sich ein wasserlöslicher
weißer Feststoff mit der folgenden Analyse:
Al
NO3
PO4 Trichloräthylen/Trockeneis gekühlt wurde, an eine
Vakuumpumpe angeschlossen und bis zu einem Druck von 10-4mmHg evakuiert. Nach 4 bis 5 st war ein
weißer durchscheinender Feststoff gebildet. Der Feststoff war wasserlöslich und besaß die folgende Analyse:
H2O Al
PO4
Cl
Gew.-% | 12,1 | 21,7 | 42,4 | 23,8 | IO | Gew.-% |
Verhältnis | 1,00 | 0,78 | 1,00 | 3,0 | Verhältnis | |
10,4
1,0
1,0
41,1 1,1
14,8 1,1
Beispiel 15
100 g einer 50%igen (Gewicht) Lösung von Aluminiumchlorohydroxid
[Al^OHJsCl] wurden mit 26 ml 36%iger Salzsäure, 33 ml 88°/oiger Phosphorsäure und
10 ml Wasser gemischt. Die Analyse der Lösung zeigte die folgende Zusammensetzung:
Al
PO4
Cl
15
20
Gew.-°/o
6,4
25,5
Eine Paste wurde aus 11 g Trialuminiumphosphat
(AIPO4) in 30 ml Wasser hergestellt, und dann wurden 5 ml 69%ige Salpetersäure zugegeben. Es bildete sich
eine klare Lösung. 15 g dieser Lösung wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 15 gefriergetrocknet. Das
gebildete weiße feste Produkt besaß die folgende Analyse:
9,3
15 g der Lösung wurden in 250 ml eines Rundkolbens eingebracht, der in einem Trichloräthylen/Trockeneis-Bad
rotierte. Das Bad wurde weggenommen, und der Kolben wurde über einen kalten Finger, der durch
Al
PO4
NO3
25
Gew.-% Verhältnis 9,4
1,0
1,0
31,6 0,96
27,9 1,29
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung eines festen wasserlöslichen Aluminiumphosphats aus einer Lösung, die ·-,
Aluminiumionen, Phosphationen und zusätzlich die Anionen einer anderen Mineralsäure als Phosphorsäure
enthält, wobei die Aluminiumionen und die Phosphationen in der Lösung in einem Molverhältnis
von im wesentlichen 1 :1 vorliegen, dadurch m gekennzeichnet, daß man die Lösung spritztrocknet,
wobei die Austrittstemperatur des Trocknungsgases 100° C nicht überschreitet, oder gefriergetrocknet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- |-, zeichnet, daß man anstelle einer anderen Mineralsäure
eine Carbonsäure einsetzt.
3. Verfahren des nach Anspruch 1 und 2 hergestellten Aluminiumphosphats als feuerfester
Binder.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB4857471 | 1971-10-19 | ||
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