DE976867C

DE976867C - Verfahren zur Herstellung von schwerloeslichen, alkali-, calcium- und kieselsaeurehaltigen Phosphatglaesern

Info

Publication number: DE976867C
Application number: DEG13122A
Authority: DE
Inventors: Bernward Dr Phil Garre
Original assignee: Giulini Gebrueder GmbH
Current assignee: BK Giulini Chemie GmbH
Priority date: 1953-11-21
Filing date: 1953-11-21
Publication date: 1964-07-02

Description

Verfahren zur Herstellung von schwerlöslichere, alkali-, calcium- und kieselsäurehaltigen Phosphatgläsern Die Herstellung schwerlöslicher Phosphate auf verschiedene Art und Weise ist bereits bekannt. Bei einem derartigen Verfahren werden beispielsweise schwerlösliche Phosphate auf Kieselsäureglasbasis dadurch hergestellt, daß eine Mischung von 5o bis 8o Gewichtsprozent Sand oder sonstige Kieselsäure, 2o bis 5o Gewichtsprozent Natriumoxyd in Form von Natriumcarbonat und z bis r21/o Phosphorpentoxyd in Form von Phorsphorsäure od. dgl. aufgeschmolzen wird. Das erhaltene Produkt, das zur Wasserbehandlung dienen soll, enthält also über 5o% Kieselsäure und verhältnismäßig geringe Phosphatmengen, nämlich bis zu 12% Phosphorpentoxyd.
Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Herstellung schwerlöslicher Phosphate besteht darin, daß man Kalk oder Calciumcarbonat zusammen mit Orthophosphaten oder Phosphorsäure aufschmilzt, so daß sich dann eine chemisch wohl definierte Verbindung, nämlich Calcium-Metaphosphat oder ein entsprechendes Doppelsalz bildet. Auch andere chemisch wohl definierte, schwerlösliche Phosphate, wie z. B. Aluminiumphosphat oder Uranphosphat, sind bereits beschrieben worden. Das Wesen beider genannter Verfahren besteht darin, daß sie nicht von den billigen Rohphosphaten ausgehen können, sondern chemisch klar definierte Verbindungen, wie Phosphorsäure oder Orthophosphat, zur Umsetzung bringen müssen.
Es sind auch andere kieselsäurehaltige Phosphate bekanntgeworden, beispielsweise der Zusammensetzung 45,% Ma20, 45,9% P20, und 8,2% S'02, über deren Herstellung allerdings nichts ausgesagt wird.
Es ist schließlich auch bekannt, zur Wasserbehandlung Glühphosphate, z. B. Rhenaniphosphat, Thomasmehl oder auch ein durch Aufschmelzen von Rohphosphat gewonnenes Produkt zu verwenden, doch besitzen diese einen ziemlich niedrigen P205 Gehalt und verlangen beim Schmelzvorgang eine Temperatur von etwa 120o° C, die dem Schmelzpunkt der Rohphosphate entspricht.
Die Erfindung beruht nun auf der Feststellung, daß für die verschiedenen Verwendungszwecke das Produkt keineswegs eine genau definierte chemische Verbindung zu sein braucht und daß sein Phosphatgehalt zweckmäßig höher liegt als bei den nach den bekannten Verfahren hergestellten, kieselsäurehaltigen Phosphatgläsern.
Das Verfahren nach der Erfindung geht deshalb von natürlichen Rohphosphaten aus, die bekanntlich einen mehr oder weniger hohen Gehalt an Kieselsäure aufweisen können. Ein derartiges Rohphosphat wird gemäß der Erfindung mit einen Überschuß von Monophosphat enthaltenden Alkaliphosphaten zusammengeschmolzen und die Schmelze erstarren gelassen. Hierbei entsteht ein durchsichtiges glasartiges Produkt, das in Wasser schwerlöslich ist. Es ist insbesondere in solchen Fällen vorteilhaft verwendbar, in denen es darauf ankommt, die Wirkung der polymeren Phosphate über eine längere Zeit zu erhalten. Bekanntlich hydrolysieren beispielsweise Poly- oder Metaphosphate im Verlauf einer längeren Zeit, insbesondere bei hohen Temperaturen, und die dabei entstehenden Orthophosphate sind unwirksam.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Erzeugnisse besitzen infolge des Zusatzes der Alkaliphosphate beim Aufschmelzen einen höheren P205 Gehalt als die nach bekannten Verfahren hergestellten Produkte. Zugleich vollzieht sich der Schmelzvorgang im Verfahren gemäß der Erfindung infolge der Schmelzpunkterniedrigung bei etwa 80o bis goo° C, so daß in gewöhnlichen Öfen gearbeitet werden kann, während zum Schmelzen von Rohphosphat allein, das einen Schmelzpunkt von etwa 1200° C besitzt, besonders konstruierte Öfen erforderlich sind.
Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Erzeugnisse haben keine einheitliche Zusammensetzung, weil das verwendete Rohphosphat bekanntlich schwankende Zusammensetzung hat. Die beim Aufschmelzen entstehenden Verbindungen des Endproduktes sind ebenfalls nicht eindeutig geklärt.
Das aus Rohphosphat und Alkaliorthophosphat zusammengeschmolzene Phosphat unterscheidet sich auch von den üblichen Phosphaten, wie glasiges Natriummetaphosphat oder Polyphosphat, wesentlich durch die unterschiedliche Löslichkeit. Die Alkalimeta- und Alkalipolyphosphate sind gut löslich; das unter Verwendung von Rohphosphat hergestellte Produkt dagegen ist ausgesprochen schwer löslich, und zwar mit etwa 2 bis 3 mg pro Liter im Durchfluß. Die Erhitzungsdauer beim Aufschmelzen spielt keine wesentliche Rolle, da das Material geschmolzen wird und dementsprechend saures Pyrophosphat nicht entstehen kann.
Infolge der Verwendung von unterschiedlichem Rohphosphat und des Vorhandenseins von nicht genau definierten Phosphaten im Endprodukt ist es möglich, je nach der Art des zu behandelnden Wassers den notwendigen P205-Gehalt im Endprodukt einzustellen. Beispiel I 40 kg eines Rohphosphates der Zusammensetzung 26% P205, 27% Ca0, 16% S'02, q_0/0 Na20, 19/o Fe203 und A1203, Rest Carbonate, Fluoride und Wasser, wurden mit ioo kg Mononatriumphosphat bei 80o bis 90o° C aufgeschmolzen. Das Produkt erstarrt beim raschen Abkühlen als durchsichtiges Glas. Das mit diesem Produkt behandelte Wasser besitzt einen pH-Wert von etwa 6,8. Das Glas ist in Körnungen von i bis q. cm Durchmesser oder auch als feingemahlenes Pulver verwendbar. Beispiel II 2o kg eines Rohphosphates der vorgenannten Zusammensetzung wurden mit einer Mischung von So kg Mononatriumphosphat und So kg Dinatriumphosphat bei 80o bis 90o° C aufgeschmolzen. Es er- 9o gibt sich nach dem Abkühlen ein durchsichtiges Glas, das in wäßriger Lösung einen pH-Wert von 7,5 besitzt und schwer löslich ist. Beispiel III i o kg Rohphosphat der Zusammensetzung: 330/0 P205, 5i %. Ca0, q.,10/0 S'02, 0,79/o A1203 und Fe203, Rest Carbonate, Fluoride und Wasser, wurden mit .20o kg Mononatriumphosphat und 2 kg Eisenoxyd (überwiegend Fe203 haltig) bei ioo 80o bis gooo C aufgeschmolzen. Nach dem Abkühlen entsteht ein glasiges schwerlösliches Produkt. Der pH-Wert des mit dem Produkt behandelten Wassers liegt bei etwa 6,5.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von schwerlöslichen, alkali-, calcium- und kieselsäurehaltigen Phosphatgläsern, dadurch gekennzeichnet, daß kieselsäurehaltiges Rohphosphat mit einem solchen Überschuß an Monophosphat enthaltenden Alkaliphosphaten bei Temperaturen von etwa 80o bis goo° C geschmolzen wird, daß sich eine gleichmäßige flüssige Masse bildet und anschließend abgekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohstoffe auf einen Kieselsäuregehalt des Schmelzproduktes von höchstens 55% eingestellt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 304 85o.