DE974303C

DE974303C - Verfahren zur Herstellung von hochvoluminoesem Alkalipyro- und Tripolyphosphat

Info

Publication number: DE974303C
Application number: DEC6838A
Authority: DE
Inventors: Karl Hermes; Otto Dr Pfrengle; Karl Dr Schill
Original assignee: Chemische Fabrik Budenhiem KG
Current assignee: Chemische Fabrik Budenhiem KG
Priority date: 1952-12-18
Filing date: 1952-12-18
Publication date: 1960-11-17

Description

Verfahren zur Herstellung von hochvoluminösem Alkalipyro- und Tripolyphosphat .Nach älteren Vorschlägen wird zur Herstellung von Alkalipyro- und Tripolyphosphat von niedrigem Schüttgewicht die Lösung oder Hydratschmelze des Alkaliorthophosphats bzw. Orthophosphatgemisches in einem Sprühtrockner unter Einhaltung bestimmter Arbeitsbedingungen entwässert, das Calcinat bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes in Pyro- und Tripolyphosphat übergeführt und dieses Produkt gegebenenfalls gesichtet, jedoch nicht gemahlen. Solche leichte und voluminöse Phosphate werden insbesondere in der Wasch- und Reinigungsmittelindustrie in vielen Fällen benötigt: Es wurde nun darüber hinaus gefunden, daß man hochvoluminöse Alkalipyro- und Tripolyphosphate herstellen kann, indem man die Lösung bzw. Hydratschmelze des Alkaliorthophosphats bzw. Orthophosphatgemisches unter Zusatz von r bis 7°/o -vorzugsweise r bis 4% - eines Carbonats, welches sich bei Temperaturen bis 400° zersetzt, durch Versprühen in eine heiße Gaszone entwässert, das Calcinat bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes, vorzugsweise unter 450°, in Pyro- und Tripolyphosphat überführt und dieses Produkt nicht mahlt. Man kann in den Orthophosphatcalcinäten einen Carbonatgehalt in der Weise erreichen, daß man z. B. bei der Herstellung von Tetranatriumpyrophosphat die Phosphorsäure mit Soda nicht ganz bis zur zweibasischen Stufe absättigt, dann verkocht und konzentriert und nun die zur zweibasischen Stufe noch fehlende Soda einbringt und anschließend im Sprühturm verdüst. Die Kohlensäure dieser Restsoda entweicht dann hauptsächlich während der Überführung in Tetranatriumpyrophosphat und macht das Produkt dabei voluminöser.
Die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Zusatzes von Carbonaten zeigt sich besonders darin, daß das an sich schon niedrige Schüttgewicht der Orthophosphatsprühcalcinate bei der Überführung in Py ro- oder Tripolyphosphat nicht nur erhalten bleibt, sondern noch weiterhin erniedrigt wird, so daß dabei besonders voluminöse Produkte entstehen. Diese weitere Senkung des Schüttgewichtes während der Entfernung des Konstitutionswassers unter dem Einfluß des Carbonatzusatzes ist zum Teil recht beträchtlich.
Es wurden zwar in den USA.-Patentschriften 419 147 und 2 419 1.48 als Ausgangsmaterialien für die Herstellung von Natriumtripolyphosphat auch Natriumsalze organischer Säuren wie auch Ammoniumphosphate vorgeschlagen. Auch werden die Lösungen dieser Salze mit Natriumphosphaten alkalischer Einstellung, z. B. Nag H P 04, zusammen verdüst, und zwar vorzugsweise durch die Flamme eines Brenners hindurch auf das in einem Drehrohr umlaufende, bereits calcinierte und im Übergang in Tripolyphosphat begriffene Material. Bei der Verwendung dieser in den Patentschriften nur beiläufig erwähnten und als technisch unpraktisch bezeichneten Komponenten handelt es sich um die Einstellung des gewünschten Nag O : P2 05 Verhältnisses; demzufolge werden die Verbindungen als Hauptbestandteil, d. h. in großen Mengen eingesetzt. Im Gegensatz hierzu dient der Carbonatzusatz gemäß vorliegender Erfindung einem völlig anderen Zweck und werden dementsprechend nur in untergeordneten Mengen, vorzugsweise unter 7°/o, berechnet auf das Orthophosphatcalcinat, verwendet. Im Einzelfall werden die Zusatzmengen zweckmäßig so gewählt, daß sich beim Sprühprodukt ein Teilchendurchmesser über o,ro mm, vorzugsweise über o,15 mm, ergibt. Die hierzu erforderlichen Mengen liegen im allgemeinen im Bereich von etwa 1 bis q.°/o. Die neue Lehre, mit Hilfe des Carbonatzusatzes, der mit der Orthophosphatlösung zusammen in einem Sprühtrockner in den mit heißem Gas gefüllten Raum versprüht und dadurch calciniert wird, das Schüttgewicht des calcinierten Orthophosphats bei der nachherigen Überführung in Pyro- oder Tripolyphosphat zu erniedrigen und dadurch zu einem besonders voluminösen Produkt zu kommen, konnte aus den Angaben der beiden USA.-Patente nicht abgeleitet werden.
Es ist aus den ausgelegten Unterlagen der Anmeldung C 2116 IVa/ 12i bekannt, bei der Herstellung von Alkalipolyphosphaten die Überführung des Ausgangsphosphatgemisches in Polyphosphat durch eine oder mehrere Stickstoffverbindungen, die beim Erhitzen unter Abspaltung gasförmiger Verbindungen zerfallen, zu katalysieren. Daß hierbei hochvoluminöse Produkte anfallen, ist nicht angegeben.
Das neue Verfahren eignet sich sowohl zur Herstellung von Natrium- wie auch Kaliumpyrophosphaten und -tripolyphosphaten als auch Gemischen von solchen. Man kann die Überführung des Orthophosphatcalcinats in Pyro- und Tripolyphosphat nach bekannten Verfahren, z. B. in einem Muffel-oder Drehrohrofen, durchführen; man kann hierzu jedoch auch mit Vorteil ein langes Rohr, durch das ein erhitztes Gas strömt, verwenden. Beispiel Eine Schmelze von Dinatriumorthophosphat Nag H P 04 - 12 H2 O wurde in einem Sprühturm durch eine Druckluftdüse versprüht. Der Luftverbrauch betrug 1700 kg/Std., der Luftdruck auf der Düse 1,5 atii, die Lufteintrittstemperatur 180c, die Luftaustrittstemperatur 76°. Es wurden 112 kg/Std. durchgesetzt. Von dem so erhaltenen Dinatriumphosphatcalcinat wogen ioo ccin lose 50 g, 21/2 Minuten gestampft 65 g. Das darauf im elektrischen Muffelofen durch einstündiges Erhitzen auf 35o° erzeugte Tetranatriumpyrophosphat hatte ein Schüttgewicht von 57 g lose, 7q. g nach 21/2 Minuten Stampfen. Ein aus demselben Orthophosphatcalcinat in einem Drehofen bei q.50° erzeugtes Tetranatriumpyrophosphat hatte ein Schüttgewicht von 58 g lose und 71 g nach 21/2 Minuten Stampfen, jeweils pro ioo ccm.
Eine Schmelze von 1 oo kg Nag H P 04 - 12 H2 O -f- io kg Na H2 P 04 - 2H2 O, in der 3,2 kg Soda aufgelöst waren, wurde im selben Sprühturm in ein Sprühcalcinat übergeführt. Von diesem wogen ioo ccm lose 50g, 21/2 Minuten gestampft 72g. Nach der Überführung in einen Drehrohrofen bei einer Materialtemperatur von etwa 36o° in Tetranatriumpyrophosphat zeigte dieses ein Schüttgewicht von 45g lose und 62g 21/2 Minuten gestampft.
Wie man sieht, sind die Schüttgewichte der mit Carbonatzusatz hergestellten Pyrophosphate wesentlich niedriger als ohne den Zusatz, wobei die Schüttgewichte der Orthophosphatcalcinate mit und ohne Zusatz kaum verschieden waren, d. h., unter der Wirkung des Zusatzes lockert sich das Produkt während der Überführung in das Pyrophosphat.
Die besten, bisher aus einem ohne Zusatz hergestellten Sprühcalcinat unter Einhaltung optimaler Arbeitsbedingungen im Drehrohr dargestellten Tripolyphosphate zeigten dagegen ein Schüttgewicht von 47 g lose und 68 g 21/2 Minuten gestampft.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von hochvoluminösem Alkalipy ro- und Tripolyphosphat, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung bzw. Hydratschmelze des Alkaliorthophosphats bzw. Orthophosphatgemisches unter Zusatz von 1 bis 7°/o - vorzugsweise i bis 4"/o - eines Carbonats, welches sich bei Temperaturen bis 40o° zersetzt, durch Versprühen in eine heiße Gaszone entwässert, das Calcinat bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes, vorzugsweise unter q.50°, in Pyro- und Tripolyphosphat übergeführt und dieses Produkt nicht gemahlen wird. 2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß das Endprodukt gesichtet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 379295, 715 540; deutsche Patentanmeldung C 2116 IVa/ 12 i (bekanntgemacht am 20. 12. 195r); USA.-Patentschriften Nr. 2 419 148, 2 506 316; Chem. Eng. Progress, 47, 29 bis 38; Ind. Chemist, 1948, Bd. 4o, S. 67; K i r k-0 t h m e r, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 12, S. 721; Stüpel, Synthetische Wasch- und Reinigungsmittel, S. 324.