DE969161C

DE969161C - Verfahren zur Herstellung von Alkalitriphosphat oder Gemischen daraus mit Alkalipyrophosphat

Info

Publication number: DE969161C
Application number: DEK17500A
Authority: DE
Inventors: Dr Gerhard Hartlapp; Dr Franz Rodis
Original assignee: Knapsack AG
Current assignee: Knapsack AG
Priority date: 1953-03-22
Filing date: 1953-03-22
Publication date: 1958-05-08

Description

Verfahren zur Herstellung von Alkalitriphosphat oder Gemischen daraus mit Alkalipyrophosphat Die Herstellung von Alkalitriphosphat nach der allgemeinen Formel X5 P3 0i., worin X ein Alkalimetall bedeutet, erfolgt bekanntlich durch Zusammenschmelzen von primären und sekundären Orthophosphaten oder Pyro- und Metaphosphaten unter bestimmten Bedingungen, wobei immer das Verhältnis P" Ob : Na. O = 3 : 5 eingehalten wird.
Es sind auch. saure Poryphosphatglasschmelzert bekannt, deren Molverhältnis P"0, : Na, 0 = i : G i (kleiner als r) ist. Sie werden durch Erhitzen von Orthophosphaten mit Orthophosphorsäure oder von mit Chloriden oder Carbonaten der Alkalien teilweise neutralisierten Ortho-, Pyro- oder Polyphosphorsäuren hergestellt.
Unbefriedigend ist aber der Weg von. den sauren Polyphosphatglasschmelzen oder von den Polysäuren selbst zum reinen. Alkalitriphosphat entsprechend der Formel X5 P3 01o. Eine Neutralisation in wasserfreiem Zustand erfordert hohe Temperaturen und führt unweigerlich zur Bildung von rnlöslichen Metaphosphaten. Es wurde zwar bereits beobachtet, daB Metaphosphate in alkalischer Lösung bei Temperaturen oberhalb q.0° innerhalb von Stunden zu Tripolyphosphat aufgespalten werden können, jedoch ist bei der anschließenden Trocknung, ebenso wie bei einer Neutralisation der sauren Polyphosphatglasschmelzen in Gegenwart von Wasser, die bei niedrigen Temperaturen möglich ist, eine Hydrolyse des gebildeten Tripolyphosphates in Ortho- und Tyrophosphat nicht zu vermeiden. Ein Tripolyphosphat ist auf diese Art nicht zu erhalten. Man kann die beiden eben angeführten Neutralisationswege kombinieren,- indem man eine teilweise Neutralisation in wasserfreiem Zustand und die restliche Neutralisation in Gegenwart geringer Mengen Wassers durchführt. Das Material fällt dann in einem teigigen Zustand an, das anschließend unter ioo° getrocknet werden muß. Der letzte Weg bedeutet zwar einen Fortschritt, führt aber auch zu stark mit Pyro- und Orthophosphat verunreinigten Produkten.
Der Weg von den sauren Produkten zu einem einwandfreien Triphosphat ist darum auch so schwierig, weil in den Polysäuren oder sauren Polyphosphatgläsern niemals einheitliche Produkte, sondern Gemische von Pyro-, Tri- und Metasäuren vorhanden. sind. Eine Neutralisation und eine anschließende Trocknung allein können darum niemals zu einem reinen Triphosphat führen.
Erfindungsgemäß werden die Schwierigkeiten überwunden, wenn die in Gegenwart von Wasser alkalisierten Produkte bei einer Temperatur von 30o bis 40o° in einem Sprühturm verdüst werden.
Das Verfahren gestaltet sich etwa folgender-. maßen: Eine Polyphosphorsäure oder ein saures Polyphosphatglas mit einem Pyrophosphatanteil unter io% und einem Metaphosphatanteil um etwa 300/0 (Rest Triphosphat) wird unter 6o° mit Sodalösung alkalisiert und anschließend bis zum pH-Wert von io bis 12 Natronlauge zugegeben. Es wird in konzentrierten Lösungen gearbeitet. Die Lösung wird verdüst, und, es fällt ein 95- bis ioo%iges Alkalitripolyphosphat an. Während der Verdüsung läuft außer der Trocknung hauptsächlich folgende Reaktion ab: beträgt r700 cm3, der pH-Wert ist 9,4. Dann werden 75g NaOH in ioo cms Wasser zugegeben und die Lösung (pg= i1,3) verdüst. Es fällt ein Natriumtripolyphosphat an mit einem Gesamt-P2 05=Gehalt von 57,5%, davon 56,4% P2 05 als Na P.01., entsprechend einem 9811/eigen Produkt. Beispiele Auf 260o g saures Natriumpolyphosphatglas (P2 05 : Nag O = i : 0,5) werden i6oo g Natriumcarbonat (98%ig) und 2ooo cm3 H20 zugegeben. Die Temperatur steigt dabei nicht über 6o°. Der p11-Wert ist 9,4. Dann werden 275g NaOH in i 5ocm3 H2 O zugegeben und die Lösung (p$ = i i,4) verdüst. Es fällt ein Produkt mit 57,4% Gesamt-P20, an, davon 41,6% P205 als Na5 P3 0l0 und 12,8% P205 als Na4P207- Beispiel 3 7,26okg Soda (98%ig) werden mit 141 Wasser angerührt und nach Kühlung langsam 7 kg Pa1yphosphorsäure mit 82,6% P2 05 zugegeben. Die Temperatur darf dabei höchstens 6o° erreichen. Der pH-Wert der Lösung liegt bei. io. Die Lösung, die etwa 40% Feststoffanteile enthält, wird in einem Sprühturm bei 30o- bis 40o° verdüst, wobei ein lockeres Pulver mit 57,8% Gesamt-P205 anfällt, das zu 95% als Natriumtriphosphat bestimmt wird. Beispiel 4 (NaP 03)x -E- 2/3x Na0 H - x/3 Na. P3 010 + x/3 H2 O Wenn bei höherem Alkaligehalt verdüst wird, tritt Pyrophosphat im Endprodukt auf nach der Gleichung (Na P 03)x -h x Na O H = x/2 Na4 P2 07 -f- x/2 H2 O Man hat es in der Hand, durch Variieren des Alkaligehaltes die Pyrophosphatanteile im Endprodukt nach Wunsch zu steuern.
Es ist zwar schon bekannt, Orthophosphate zwecks Gewinnung von Meta- und Polyphosphat durch eine heiße Gaszone zu versprühen. Dieses Verfahren strebte den Konstitutionswasserentzug aus Orthophosphat in einer Gebläseflamme an. Wegen zu hoher Energiekosten ist dieses Verfahren jedoch nie praktisch durchgeführt worden. Dieser Vorschlag hat nichts mit der vorstehenden Erfindung zu tun, weil hierbei neben der Trocknung bevorzugt eine Umlagerung der Metaphosphatanteile zu Triphosphat eintritt. Beispiel 1 Auf 13009 saures Natriumpolyphosphatglas (P2 05 : Nag O = i : o, 5) werden 80o g Natriumcarbonat (98%ig) und 1 1 Wasser bei einer Temperatur unter 6o° zugegeben. Das Gesamtvolumen Zu einem Sodabrei, bestehend aus 3,590 kg Soda (98%ig) und 0,71 Wasser, läßt man in einem Mischer langsam 3,3z5. kg Polyphosphorsäure mit 82,5% P205 zulaufen und achtet darauf, daß die Temperatur der Mischung 6o° nicht übersteigt. Der dünne Brei, der 80% Feststoffanteile enthält, wird im Sprühturm verdüst, und es fällt ein lockeres Pulver mit 57.,80/&P205 an, wovon 970/0 als Natriumtriphosphat bestimmt werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Alkalitriphosphat oder Gemischen daraus mit Alkalipyrophosphat durch Umsetzen von sauren Polyphosphatglasschmelzen oder Polyphosphorsäuren mit Alkalihydroxyden bzw. Carbonaten unter Innehaltung eines Alkalioxyd : Phosphorpentoxyd-Verhältnisses von 5:3 im Ausgangsgemisch, dadurch gekennzeichnet, daß die in Gegenwart von Wasser alkalisierten Produkte bei einer Temperatur von 30o bis 400° in einern Sprühturm verdüst werden. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 419 147, 2 419 148; Deutsche Patentschrift Nr. 762 903; Zeitschrift für anorganische Chemie; 237 (i938), S. ii5ff.; Chem. Technik, 4, S. 346 (1952).