NO152495B

NO152495B - DEVICE FOR ANCHORING A LIQUID CONSTRUCTION

Info

Publication number: NO152495B
Application number: NO813905A
Authority: NO
Inventors: Horst Poppe
Original assignee: Blohm Voss Ag
Priority date: 1980-11-20
Filing date: 1981-11-18
Publication date: 1985-07-01
Also published as: JPS57116821A; NL8104908A; DE3043755C2; NO152495C; NL191283B; DE3043755A1; GB2087819B; NO813905L; GB2087819A; NL191283C

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av krystallinske Process for the production of crystalline

alkali- og/eller jprdalkalifosfater. alkali and/or alkali alkali phosphates.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av krystallinske alkali- og/eller jordalkalifos fater ved at en kondensert fosforsyre og en alkalimetallforbindelse og/ eller en jordalkalimetallforbindelse bringes til å reagere så at det dannes et amorft, kondensert fosfatmateriale. The present invention relates to a method for producing crystalline alkali and/or alkaline earth phosphates by reacting a condensed phosphoric acid and an alkali metal compound and/or an alkaline earth metal compound so that an amorphous, condensed phosphate material is formed.

Til nå har fremgangsmåter for fremstilling av krystallinske, kondenserte fosfater vanligvis ikke medført noen problemer med hensyn til de reagerende forbindelser, betingelsene ved fremgangsmåten og lignende. F.eks. ved fremstilling av tetranatriumpyrofosfat kalsineres vannfritt dinatrium-ortofosfat på hvilken som helst temperatur mellom ca. 300 og 900°C på en relativ enkel og likefrem måte. Ved fremstilling av pentanatrium-tripolyfosfat kalsineres en blanding av 1 mol mononatrium-ortofosfat og 2 mol dinatrium-ortofosfat ved hvilken som helst temperatur mellom ca. 250 og 600°C. For å oppnå et akseptabelt uthytte må blandingen blandes omhyggelig, og flere fremgangsmåter er anvendt for å gjennom-føre denne omhyggelige blandingen, f.eks. samkrystallisering, brå-tørking av den anvendte køsningen, valsing eller knusing av den faste blanding i en kulemølle, og til og med smelting av bestand-delene etterfulgt av rask kjøling og herding. Det vil derfor forstås at en fremgangsmåte for fremstilling av forskjellige krystallinske, kondenserte fosfater under anvendelse av de samme utgangs-materialer og tilnærmet de samme betingelser, vil omfatte en meget smidig eller allsidig, men dog selektiv metode for fremstilling av hvilken som helst av de ønskede kondenserte fosfater, og vil derfor representere et betydelig fremskritt i faget. Until now, processes for the production of crystalline, condensed phosphates have usually not entailed any problems with regard to the reacting compounds, the conditions of the process and the like. E.g. in the production of tetrasodium pyrophosphate, anhydrous disodium orthophosphate is calcined at any temperature between approx. 300 and 900°C in a relatively simple and straightforward manner. In the production of pentasodium tripolyphosphate, a mixture of 1 mol of monosodium orthophosphate and 2 mol of disodium orthophosphate is calcined at any temperature between approx. 250 and 600°C. In order to achieve an acceptable spread, the mixture must be carefully mixed, and several methods have been used to carry out this careful mixing, e.g. co-crystallization, flash-drying of the slurry used, rolling or crushing of the solid mixture in a ball mill, and even melting of the constituent parts followed by rapid cooling and hardening. It will therefore be understood that a method for the production of various crystalline, condensed phosphates using the same starting materials and approximately the same conditions will comprise a very flexible or versatile, yet selective method for the production of any of the desired condensed phosphates, and will therefore represent a significant advance in the subject.

I henhold til det foran anførte går fremgangsmåten iføl-ge oppfinnelsen ut på fremstilling av krystallinske alkali- og/ eller jordalkalifosfater ved at en kondensert fosforsyre og en alkalimetallforbindelse og/eller en jordalkalimetallforbindelse bringes til å reagere så at det dannes et amorft, kondensert fosfatmateriale, og det karakteristiske ved fremgangsmåten er at det amorfe fosfatmateriale kalsineres ved en temperatur mellom 250 og 1000°C, men under den temperatur hvor de krystallinske kondenserte fosfater blir flytende, og i et tidsrom ikke over ca. 120 minutter for å danne de krystallinske kondenserte fosfater. In accordance with the foregoing, the method according to the invention involves the production of crystalline alkali and/or alkaline earth phosphates by reacting a condensed phosphoric acid and an alkali metal compound and/or an alkaline earth metal compound so that an amorphous, condensed phosphate material is formed, and the characteristic of the method is that the amorphous phosphate material is calcined at a temperature between 250 and 1000°C, but below the temperature at which the crystalline condensed phosphates become liquid, and for a period of time not exceeding approx. 120 minutes to form the crystalline condensed phosphates.

Særlig fordelaktig bringes den kondenserte fosforsyre til å reagere med en alkalimetall- eller jordalkalimetallforbindelse Particularly advantageously, the condensed phosphoric acid is caused to react with an alkali metal or alkaline earth metal compound

som inneholder klorider eller karbonater. Ved en annen utførelses-form av fremgangsmåten bringes særlig fordelaktig syren og alkalimetallforbindelsene til å reagere i et alkalimetall til fosforatomforhold av ca. 1:1 for å danne krystallinske alkalimetall-trimetafosfater og det resulterende amorfe kondenserte fosfatmellommateriale kalsineres ved en temperatur mellom 260 og 550°C og i et tidsrom ikke over 90 minutter for å danne krystallinske alkalimetall-trimetafosfater som er i alt vesentlig fri for forurensninger. Særlig fordelaktig anvendes et alkalimetall til fosforatomforhold av ca. 5:3 og det kalsineres ved temperaturer mellom 260 og 520°C. Man kan også fordelaktig anvende et alkalimetall til fosforatomforhold av ca. 2:1 og utføre kalsineringen ved temperaturer mellom 260 og 700°C. containing chlorides or carbonates. In another embodiment of the method, the acid and the alkali metal compounds are particularly advantageously brought to react in an alkali metal to phosphorus atomic ratio of approx. 1:1 to form crystalline alkali metal trimetaphosphates and the resulting amorphous condensed phosphate intermediate is calcined at a temperature between 260 and 550°C and for a period of time not exceeding 90 minutes to form crystalline alkali metal trimetaphosphates which are substantially free of impurities. An alkali metal to phosphorus atomic ratio of approx. 5:3 and it is calcined at temperatures between 260 and 520°C. You can also advantageously use an alkali metal to phosphorus atom ratio of approx. 2:1 and carry out the calcination at temperatures between 260 and 700°C.

Det vil forstås at fremgangsmåten er meget smidig, idet hvilket som helst av et antall kondenserte fosfater kan fremstilles ved kun å regulere forholdet mellom de kondenserte fosforsyrer og alkali- eller jordalkalimetallforbindelser, som anvendes ved reaksjon, og er likevel meget selektiv idet det ønskede kondenserte fosfat kan fremstilles om ønskes, i det vesentlige fritt for forurensninger. Dette er meget overraskende og helt uventet, da syren som anvendes kan være en blanding av forskjellige fosforsyrer, og kan inneholde en forholdsvis stor prosent av forholdsvis langkje-dede polyfosforsyrepolymerer. It will be understood that the method is very flexible, in that any of a number of condensed phosphates can be prepared by only regulating the ratio between the condensed phosphoric acids and alkali or alkaline earth metal compounds, which are used in the reaction, and is nevertheless very selective in that the desired condensed phosphate can be produced if desired, essentially free of contaminants. This is very surprising and completely unexpected, as the acid used can be a mixture of different phosphoric acids, and can contain a relatively large percentage of relatively long-chain polyphosphoric acid polymers.

Det skal bemerkes at uttrykket "i det vesentlige fritt It should be noted that the phrase “substantially free

for forurensninger", når det brukes i forbindelse med det ønskede kondenserte fosfat, betyr et krystallinsk, kondensert fosfat som ikke inneholder over 10 vektprosent fosfater utover de ønskede krystallinske-, kondenserte fosfater. for contaminants", when used in connection with the desired condensed phosphate, means a crystalline condensed phosphate containing no more than 10 percent by weight of phosphates in addition to the desired crystalline condensed phosphates.

Da det som finner sted ved fremgangsmåten ikke er helt As what takes place in the procedure is not complete

ut klarlagt, må den følgende teoretiske forklaring av fremgangsmåten ikke betraktes som en begrensning av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. Det må bemerkes at inntil nå ved dannelse av krystallinske, kondenserte fosfater ved såkalt fastfase- eller mo-lekylardehydratiseringsprosesser, spesielt når det anvendes salter av ortofosforsyre, antas fremgangsmåten å innebære en omdannelse av krystallinske ortosalter til krystallinske, kondenserte fosfater. Men fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen går fra et utgangsmateriale av kondensert fosforsyre til et amorft mellomprodukt av kondensert fosfat uten termisk smeltning, hvoretter mellomproduktet omdannes ved såkalt fastfase-omdannelse til det krystallinske kondenserte fosfat. Dannelsen av det amorfe mellomprodukt av kondensert fosfat, og muligheten for å overføre dette materialet på en forholdsvis lett og likefrem måte til krystallinsk kondensert fosfat, er i et hvert tilfelle virkelig overraskende og helt uventet. clarified, the following theoretical explanation of the method must not be regarded as a limitation of the method according to the invention. It must be noted that until now in the formation of crystalline, condensed phosphates by so-called solid-phase or molecular dehydration processes, especially when salts of orthophosphoric acid are used, the method is assumed to involve a conversion of crystalline orthosalts to crystalline, condensed phosphates. But the method according to the invention goes from a starting material of condensed phosphoric acid to an amorphous intermediate product of condensed phosphate without thermal melting, after which the intermediate product is converted by so-called solid phase conversion into the crystalline condensed phosphate. The formation of the amorphous intermediate product of condensed phosphate, and the possibility of transferring this material in a relatively easy and straightforward manner to crystalline condensed phosphate, is in each case truly surprising and completely unexpected.

Kondenserte fosforsyrer er fosforsyrer som inneholder hvilken som helst mengde av en eller flere polyfosforsyrer, og/eller metafosforsyrer, og hvilken som helst av disse syrer kan anvendes ved oppfinnelsen. Polyfosforsyrer omfatter pyrofosforsyrer og andre polymerer fra tri- til none-polymerer og høyere. Polyfos-forsyrens egenskaper og sammensetning varierer med P20g-innholdet i de kondenserte fosforsyrer, slik det angis i Van Waser, "Pho.spho-rus and Its Compounds", Interscience Publishers, Inc., New York, N.Y., bind 1 (1958) og vist i tabell 12-1, side 748. Men selv om vanligvis hvilken som helst kondensert fosforsyre er egnet som syre i henhold til oppfinnelsen, er foretrukne kondenserte fosforsyrer flytende blandinger, som har fra ca. 72 vektprosent ^ 2^ 3' og som inneholder ca. 89,4 % ortofosforsyre og 10,6 % pyrofosforsyre til ca. 85 vektprosent P2°5' som inneholder ca. 1, 3 % ortofosforsyre, 1,8 % pyrofosforsyre, 2,4 % tripolyfosforsyre og ca. 94 % polyfosforsyrepolymerer høyere enn tripolyfosforsyre. Condensed phosphoric acids are phosphoric acids that contain any amount of one or more polyphosphoric acids and/or metaphosphoric acids, and any of these acids can be used in the invention. Polyphosphoric acids include pyrophosphoric acids and other polymers from tri- to none polymers and higher. The properties and composition of the polyphosphoric acid vary with the P20g content of the condensed phosphoric acids, as stated in Van Waser, "Pho.sphorus and Its Compounds", Interscience Publishers, Inc., New York, N.Y., Volume 1 (1958) and shown in Table 12-1, page 748. However, although generally any condensed phosphoric acid is suitable as acid according to the invention, preferred condensed phosphoric acids are liquid mixtures, having from about 72 percent by weight ^ 2^ 3' and which contains approx. 89.4% orthophosphoric acid and 10.6% pyrophosphoric acid to approx. 85 percent by weight P2°5' which contains approx. 1.3% orthophosphoric acid, 1.8% pyrophosphoric acid, 2.4% tripolyphosphoric acid and approx. 94% polyphosphoric acid polymers higher than tripolyphosphoric acid.

Kondensert fosforsyre kan fremstillesved å løse P2°5 i ortofosforsyre, eller ved fordampning av vann fra ortofosforsyre eller ved anvendelse av utstyr som vanligvis anvendes for fremstilling av ortofosforsyre fra fosfor, ved å reagere mindre vann med ^ 2^ 3 enn normalt nødvendig for fremstilling av ortofosforsyre. Condensed phosphoric acid can be prepared by dissolving P2°5 in orthophosphoric acid, or by evaporating water from orthophosphoric acid, or by using equipment normally used for the preparation of orthophosphoric acid from phosphorus, by reacting less water with ^ 2^ 3 than is normally required for the preparation of orthophosphoric acid.

Utgangsmateriale for kondensert fosforsyre omfatter også stoffer som er i stand til å danne kondensert fosforsyre in situ, f.eks. tetraetylpyrofosfat som under visse betingelser kan danne pyrofosforsyre under utvikling av etylen, såvel som stoffer som inneholder kondensert fosforsyre, f.eks. den kommersielle metafos-forsyre som inneholder litt Na20 i tillegg til H20 og ^ 2^ 5 °9 som normalt er tilstede i syren. Starting material for condensed phosphoric acid also includes substances capable of forming condensed phosphoric acid in situ, e.g. tetraethyl pyrophosphate which under certain conditions can form pyrophosphoric acid during the evolution of ethylene, as well as substances containing condensed phosphoric acid, e.g. the commercial metaphos-foric acid which contains some Na 2 O in addition to the H 2 O and ^ 2^ 5 °9 normally present in the acid.

Generelt kan hvilken som helst alkali- eller jordalkalimetallforbindelse anvendes, dersom den er i stand til å reagere med den kondenserte fosforsyre, slik at det dannes et amorft mellomprodukt av kondenserte fosfater som inneholder det ønskede alkali- eller jordalkalimetall. Det er å foretrekke at alkali- eller jordalkalimetallforbindelsen som anvendes, er slik at den tilveiebrin-ger bare metalloksydet og fosforpentoksyd i de ønskede mengder i det krystallinske sluttprodukt.' Spesielt foretrekkes slike alkali-eller jordalkaliforbindelser som inneholder deler som er i stand til å danne gasser under reaksjonen eller som fordamper under kalsineringen. Slike alkaliforbindelser omfatter salter, oksyder og hydroksyder, f.eks. Na2C03, NaCl, NaOH, Na20, K2CC>3, KCl, KN03, KOH, K20, Li2C03, LiCl, LiN03 og lignende bl.a. blandinger av disse» Jordalkalimetallforbindelsene omfatter salter, oksyder og hydroksyder, f.eks. CaC03, CaCl2, Ca(OH)2, CaO, Ca(No3)2/ røgO, MgC03, MgCl2, Mg(N03)2 og blandinger av disse. Selv om alkalimetallforbindelser av cesium, rubidium og francium og jordalkalimetallforbindelser av strontium og barium i praksis kan anvendes i henhold til oppfinnelsen i visse tilfelle, er de forholdsvis dyre og ikke lett tilgjengelige, og medfører ikke så store fordeler at de bør anvendes som alkali- eller jordalkalimetallforbindelser. Andre alkali- eller jordalkalimetallforbindelser som kan anvendes, omfatter slike stoffer som inneholder organiske radikaler, f.eks. oksalater, citrater og lignende, deriblant blandinger av disse, f.eks. natriumoksalat, natriumcitrat og lignende. Da kondenserte fosfater av natrium, kalium og kalsium vanligvis er de mest anvendte fosfater, og da slike alkalimetallforbindelser som Na2C03, NaOH, K2C03/ KOH og slike jordalkaliforbindelsar som CaO, Ca(OH)2 og CaC03 er relativt billige og relativt lett tilgjengelige, er de å foretrekke som kilde for alkalimetall- og jordalkalimetall ved praktisk anvendelse av oppfinnelsen. In general, any alkali or alkaline earth metal compound can be used if it is capable of reacting with the condensed phosphoric acid to form an amorphous intermediate of condensed phosphates containing the desired alkali or alkaline earth metal. It is preferable that the alkali or alkaline earth metal compound used is such that it provides only the metal oxide and phosphorus pentoxide in the desired amounts in the crystalline end product. Particular preference is given to such alkali or alkaline earth compounds which contain parts which are capable of forming gases during the reaction or which evaporate during the calcination. Such alkali compounds include salts, oxides and hydroxides, e.g. Na2C03, NaCl, NaOH, Na20, K2CC>3, KCl, KN03, KOH, K20, Li2C03, LiCl, LiN03 and similar i.a. mixtures of these" The alkaline earth metal compounds include salts, oxides and hydroxides, e.g. CaC03, CaCl2, Ca(OH)2, CaO, Ca(No3)2/ rogO, MgC03, MgCl2, Mg(N03)2 and mixtures of these. Although alkali metal compounds of cesium, rubidium and francium and alkaline earth metal compounds of strontium and barium can in practice be used according to the invention in certain cases, they are relatively expensive and not easily available, and do not entail such great advantages that they should be used as alkali or alkaline earth metal compounds. Other alkali or alkaline earth metal compounds which can be used include such substances which contain organic radicals, e.g. oxalates, citrates and the like, including mixtures of these, e.g. sodium oxalate, sodium citrate and the like. As condensed phosphates of sodium, potassium and calcium are usually the most commonly used phosphates, and as such alkali metal compounds as Na2C03, NaOH, K2C03/KOH and such alkaline earth compounds as CaO, Ca(OH)2 and CaC03 are relatively cheap and relatively easily available, those to be preferred as a source for alkali metal and alkaline earth metal in practical application of the invention.

Som det vil forstås av det foregående, er fremgangsmåten generell og kan anvendes til fremstilling av hvilket som helst sta-bilt krystallinsk kondensert fosfat av alkali- og jordalkalimetaller. Kondenserte stabile krystallinske fosfater av alkalimetaller omfatter pentasalter av tripolyfosfat, tetrasalter av pyrofosfat og trisalter av trimetafosfat. Stabile krystallinske kondenserte fosfater av jordalkalimetaller omfatter disalter av pyrofosfat og mo-nosaltet av metafosfat. For å fremstille krystallinske kondenserte fosfater av et ønsket alkalimetall eller jordalkalimetall som har et minimum av andre fosfatforurensninger bør forholdet mellom alkali- eller jordalkalimetall som anvendes og kondensert fosforsyre tilpasses slik at forholdet mellom alkalimetall eller jordalkalimetall og fosfor i reaksjonsproduktet har omtrent samme molforhold som forholdet mellom alkalimetall eller jordalkalimetall i det krystallinske kondenserte fosfat som skal fremstilles. F.eks. ved fremstilling av pentanatriumtripolyfosfat (Na^P30-^Q) bør molforholdet mellom alkalimetall og kondensert fosforsyre tilpasses slik at forholdet Na-P er ca. 5:3, mens molforholdet tetranatriumpyrofosfat (Na^P207) bør tilpasses slik at forholdet Na-P er ca. 2:1, og molforholdet for trinatriumtrimetafosfat (Na3P30g) bør tilpasses slik at forholdet Na-P er ca. 1:1. Et annet eksempel kan nevnes: når dikalsiumpyrofosfat (Ca2P207) skal fremstilles, bør molforholdet av jordalkalimetall og kondensert fosforsyre være tilpasset slik at forholdet Ca/ er omtrent 1:1, mens molforholdet for kalsiummetafosfat (CaP20g) bør tilpasses slik at forholdet Ca/P er omtrent 1:2. As will be understood from the foregoing, the method is general and can be used for the production of any stable crystalline condensed phosphate of alkali and alkaline earth metals. Condensed stable crystalline alkali metal phosphates include pentasalts of tripolyphosphate, tetrasalts of pyrophosphate and trisalts of trimetaphosphate. Stable crystalline condensed phosphates of alkaline earth metals include the disalts of pyrophosphate and the monosalt of metaphosphate. In order to produce crystalline condensed phosphates of a desired alkali metal or alkaline earth metal which have a minimum of other phosphate impurities, the ratio between the alkali or alkaline earth metal used and condensed phosphoric acid should be adjusted so that the ratio between the alkali metal or alkaline earth metal and phosphorus in the reaction product has approximately the same molar ratio as the ratio between alkali metal or alkaline earth metal in the crystalline condensed phosphate to be prepared. E.g. when producing pentasodium tripolyphosphate (Na^P30-^Q) the molar ratio between alkali metal and condensed phosphoric acid should be adjusted so that the Na-P ratio is approx. 5:3, while the mole ratio of tetrasodium pyrophosphate (Na^P207) should be adapted so that the Na-P ratio is approx. 2:1, and the molar ratio for trisodium trimetaphosphate (Na3P30g) should be adjusted so that the Na-P ratio is approx. 1:1. Another example can be mentioned: when dicalcium pyrophosphate (Ca2P207) is to be prepared, the molar ratio of alkaline earth metal and condensed phosphoric acid should be adjusted so that the ratio Ca/ is approximately 1:1, while the molar ratio of calcium metaphosphate (CaP20g) should be adjusted so that the ratio Ca /P is approximately 1:2.

Det må bemerkes at det av og til kan være fordelaktig It should be noted that it can occasionally be beneficial

å fremstille et kondensert fosfat av blandede alkalimetaller eller blandede jordalkalimetaller. Dette kan normalt utføres ved å anvende en blanding av alkalimetallforbindelser eller en blanding av jordalkalimetallforbindelser som inneholder det ønskede forhold to prepare a condensed phosphate of mixed alkali metals or mixed alkaline earth metals. This can normally be carried out by using a mixture of alkali metal compounds or a mixture of alkaline earth metal compounds containing the desired ratio

av de forskjellige alkalimetaller eller de forskjellige jordalkalimetaller. Det som tidligere er nevnt når det gjelder fremstilling av kondenserte fosfater av alkalimetaller og jordalkalimetaller er vanligvis også anvendelig ved fremstilling av kondenserte fosfater av blandede alkalimetaller eller blandede jordalkalimetaller. F.eks. ved fremstilling av natriumkaliumtripolyfosfat kan en blanding av natrium og kalium anvendes i en slik mengde at mellomproduktet av fosforforbindelsen inneholder det ønskede molarforhold mellom Na+K/P på ca. 1,67. of the various alkali metals or the various alkaline earth metals. What has been previously mentioned regarding the production of condensed phosphates of alkali metals and alkaline earth metals is usually also applicable to the production of condensed phosphates of mixed alkali metals or mixed alkaline earth metals. E.g. in the production of sodium potassium tripolyphosphate, a mixture of sodium and potassium can be used in such an amount that the intermediate product of the phosphorus compound contains the desired molar ratio between Na+K/P of approx. 1.67.

Det skal videre bemerkes at det av og til kan være fordelaktig å fremstille blandinger av krystallinske kondenserte fosfater» Dette kan vanligvis gjøres ved å anvende molarforhold mellom alkalimetaller eller jordalkalimetaller og kondensert fosforsyre som er forskjellig fra de foregående forhold, som er anvendt ved fremstilling av spesielle kondenserte fosfater. I mange tilfeller kan kondenserte alkalifosfatblandinger som inneholder overveiende mengder, dvs. over 50 vektprosent tripolyfos fat og trimetafosfat fremstilles ved å tilpasse forholdene mellom alkalimetall og kondensert fosforsyre slik at forholdet mellom alkalimetall og fosforsyre som er tilstede i reaksjonsmellomproduktet har et molar-forhold mellom 1 og 1,67. I mange tilfeller kan en kondensert al-kalifosfatblanding som inneholder betydelige tripolyfosfat- og pyro-fosfatmengder, fremstilles ved tilpassing av forholdet mellom alkalimetall og kondensert fosforsyre, slik at forholdet alkalimetall til fosforsyre i mellomproduktet har et molforhold mellom 1,67 og 2. Ved anvendelse av et forhold mellom de reagerende stoffer slik at alkalimetall til fosforsyre tilstede i mellomproduktet har et molforhold over ca. 2, dvs. mellom 2 og 3, er det på samme måte mulig å fremstille en krystallinsk blanding av kondenserte fosfater som inneholder betydelige mengder pyrofosfat og ortofosfat. Den foregående fremgangsmåte er også vanligvis anvendelig ved fremstilling av blandinger av kondenserte fosfater av jordalkalimetaller, It should further be noted that it may occasionally be advantageous to prepare mixtures of crystalline condensed phosphates" This can usually be done by using molar ratios between alkali metals or alkaline earth metals and condensed phosphoric acid which are different from the preceding ratios, which have been used in the preparation of special condensed phosphates. In many cases, condensed alkali phosphate mixtures containing predominant amounts, i.e. over 50% by weight of tripolyphosphate and trimetaphosphate, can be prepared by adjusting the ratio between alkali metal and condensed phosphoric acid so that the ratio between alkali metal and phosphoric acid present in the reaction intermediate has a molar ratio between 1 and 1.67. In many cases, a condensed alkali-potassium phosphate mixture containing significant amounts of tripolyphosphate and pyro-phosphate can be prepared by adjusting the ratio between alkali metal and condensed phosphoric acid, so that the ratio of alkali metal to phosphoric acid in the intermediate product has a molar ratio between 1.67 and 2. of a ratio between the reacting substances such that the alkali metal to phosphoric acid present in the intermediate product has a molar ratio above approx. 2, i.e. between 2 and 3, it is similarly possible to prepare a crystalline mixture of condensed phosphates containing significant amounts of pyrophosphate and orthophosphate. The preceding method is also usually applicable in the preparation of mixtures of condensed phosphates of alkaline earth metals,

men det må bemerkes at forholdet mellom jordalkalimetaller og kondensert fosforsyre bør være slik at molforholdet mellom jordalkalimetall og fosfor tilstede i mellomproduktet er mellom 0,5 og 0,1. but it must be noted that the ratio of alkaline earth metals to condensed phosphoric acid should be such that the molar ratio of alkaline earth metal to phosphorus present in the intermediate is between 0.5 and 0.1.

Den endelige blanding av krystallinsk kondensert fosfat av jordalkalimetaller inneholder i det vesentlige metafosfat og pyrofosfat, The final mixture of alkaline earth crystalline condensed phosphate contains essentially metaphosphate and pyrophosphate,

da tripolyfosfat ikke er tilstede i systemet av kondenserte fosfater av jordalkalimetaller. as tripolyphosphate is not present in the system of condensed phosphates of alkaline earth metals.

Vanligvis er det tilstrekkelig'å reagere alkali- eller jordalkalimetallforbindelsen med kondensert fosforsyre for å fremstille et amorft mellomprodukt av kondenserte fosfater. Vanligvis vil kondenserte fosforsyrer som har mellom ca. 72 og 82 vektprosent & 2®5' være flytende ved romtemperatur og ha et oljeaktig utseende, de som inneholder mellom 82 og 89 vektprosent P2°s v^ være tjærea^-tige og over ca. 90 vektprosent ^ 2^ 5 V^ ^e være sPr$ glassaktige. Por praktisk anvendelse i henhold til oppfinnelsen kan anvendes kondenserte fosforsyrer i flytende tilstand, i underkjølt viskøs tilstand eller i fast form.. Det er å foretrekke å anvende kondensert fosforsyre i forholdsvis lettflytende tilstand, da dette let-ter behandlingen og kontrollen med reaksjonen. I noen tilfelle kan det være nødvendig å varme den kondenserte fosforsyre for å forbedre væskens flyteegenskaper. Vanligvis kan hvilken som helst temperatur anvendes som forbedrer viskositeten av den kondenserte fosforsyre, men vanligvis bør den ikke være over ca. 400°C lavere temperaturer, feks. som ikke overstiger 100°C er vanligvis tilstrekkelig til å oppnå tilfredsstillende flyteevne. Dessuten kan det tilsettes vann for å forbedre væskens f lyteegenskaper, men når det anvendes vann, er det å foretrekke å holde temperaturen i den kondenserte fosforsyre under ca. 60°C for å redusere mulighetene for hydrolyse av den kondenserte fosforsyre, som igjen kan resultere i sterk spaltning av de kondenserte fosfatanioner. Alkali- eller jordalkalimetallforbindelsene kan også være i flytende tilstand, f.eks. oppløst eller suspendert i en vandig løsning, eller i fast form, f.eks. granulert eller pulverformet. I de fleste tilfelle er det tilstrekkelig kun å blande de reagerende bestanddeler, fortrinnsvis slik at en bestanddel er flytende og den andre bestanddel er i fast form, i et egnet blandekar for å frembringe det amorfe mellomprodukt av kondensert fosfat. It is usually sufficient to react the alkali or alkaline earth metal compound with condensed phosphoric acid to produce an amorphous intermediate of condensed phosphates. Generally, condensed phosphoric acids that have between approx. 72 and 82 percent by weight & 2®5' be liquid at room temperature and have an oily appearance, those containing between 82 and 89 percent by weight P2°s v^ be tarry^-tige and above approx. 90% by weight ^ 2^ 5 V^ ^e be sPr$ vitreous. For practical application according to the invention, condensed phosphoric acids can be used in a liquid state, in a subcooled viscous state or in solid form. It is preferable to use condensed phosphoric acid in a relatively fluid state, as this facilitates the treatment and control of the reaction. In some cases, it may be necessary to heat the condensed phosphoric acid to improve the flow properties of the liquid. Generally, any temperature can be used which improves the viscosity of the condensed phosphoric acid, but usually it should not be above about 400°C lower temperatures, e.g. which does not exceed 100°C is usually sufficient to achieve satisfactory flowability. In addition, water can be added to improve the fluid's flow properties, but when water is used, it is preferable to keep the temperature of the condensed phosphoric acid below approx. 60°C to reduce the possibilities of hydrolysis of the condensed phosphoric acid, which in turn can result in strong cleavage of the condensed phosphate anions. The alkali or alkaline earth metal compounds can also be in a liquid state, e.g. dissolved or suspended in an aqueous solution, or in solid form, e.g. granulated or powdered. In most cases it is sufficient only to mix the reacting components, preferably so that one component is liquid and the other component is in solid form, in a suitable mixing vessel to produce the amorphous intermediate product of condensed phosphate.

Vanligvis vil rekkefølgen og hastigheten av tilsettinge-ne varieres avhengig av bl.a. lettheten av gjennomføring av og kontroll med reaksjonen. Det er å foretrekke at tilsetningshastigheten er slik at den tillater tilstrekkelig blanding slik at reaksjonen kan foregå på beste måte. Det skal bemerkes at det foretrekkes å tilsette flytende kondensert fosforsyre til fast granulert alkali- eller jordalkalimetallforbindelser. Det foretrekkes også at tilsetningshastigheten er lav, f.eks. dråpevis eller i en langsom strøm, slik at kondensert fosforsyre tilsettes til den foretrukne form av alkali- eller jordalkalimetallforbindelse, mens denne gjennomgår en blandeprosess. Usually, the order and speed of the additions will be varied depending on, among other things, the ease of implementation and control of the reaction. It is preferable that the rate of addition is such that it allows sufficient mixing so that the reaction can proceed in the best way. It should be noted that it is preferred to add liquid condensed phosphoric acid to solid granular alkali or alkaline earth metal compounds. It is also preferred that the rate of addition is low, e.g. dropwise or in a slow stream, so that condensed phosphoric acid is added to the preferred form of alkali or alkaline earth metal compound while it undergoes a mixing process.

Vanligvis kan reaksjonen gjennomføres ved romtemperatur, dvs. omkring ca. 25°C, selv om andre temperaturer kan anvendes, er det å foretrekke at reaksjonen utføres ved temperaturer over ca. 0°C, og ikke i noe tilfelle er det nødvendig å anvende temperaturer som er høyere enn smeltetemperaturen for det amorfe kondenserte fosfat som oppstår som mellomprodukt. I de fleste tilfeller er reaksjonen eksoterm med temperaturstigning som i enkelte tilfeller er 100°C og mer når reaksjonen startes ved romtemperatur. Men dersom reaksjonen frigjør flyktige gasser, slik som vanligvis er til-fellet når det anvendes stoffer som f.eks. NaC03» der C02 utvikles stiger temperaturen sjelden over ca. 100°C. Vanligvis vil reaksjonsproduktet, dvs. det amorfe mellomprodukt av kondensert fosfat som fremstilles ved reaksjonen, være et pulverformet fast stoff. I enkelte tilfelle vil imidlertid mellomproduktet av fosfater til å begynne med være av limlignende konsistens under eller like etter reaksjonen før det går over i fast form, og det er der-, for ofte fordelaktig å tilbakeføre enten noe av det amorfe fosfat-mellomprodukt som allerede er blitt fast, eller det ønskede kondenserte fosfat som er dannet, for bl.a. å redusere eller minske det limlignende stadium for dermed å lette behandlingen av blandingen og gjennomføre reaksjonen. Selv om det ikke anbefales å reagere kondensert fosforsyre med en vandig.løsning av alkali- eller jordalkalimetallforbindelser på grunn av den potensielle sterke ned-brytning av de kondenserte fosfaters anioner og nødvendigheten av å fjerne vann fra løsningen, er det likevel ved rask tørking og med overskudd av tilbakeført amorft mellomprodukt av fosfater mulig å redusere nedbrytningen i en slik utstrekning at det ønskede mellomprodukt dannes i det riktige forhold. På grunn av det foregående er det derfor å foretrekke å gjennomføre reaksjonen under tilnærmet vannfrie betingelser. Uttrykket "tilnærmet vannfrie betingelser" betyr her gjennomføring av reaksjonen ved anvendelse av tilnærmet vannfri alkali- eller jordalkalimetallforbindelser, dvs. at disse stoffer inneholder mindre enn ca. 20 vektprosent krystallvann og at det ikke er tilstede vann, bortsett fra det som dannes under reaksjonen. Usually, the reaction can be carried out at room temperature, i.e. around approx. 25°C, although other temperatures can be used, it is preferable that the reaction is carried out at temperatures above approx. 0°C, and in no case is it necessary to use temperatures higher than the melting temperature of the amorphous condensed phosphate that occurs as an intermediate product. In most cases, the reaction is exothermic with a temperature rise which in some cases is 100°C and more when the reaction is started at room temperature. But if the reaction releases volatile gases, as is usually the case when substances such as e.g. NaC03» where C02 is evolved, the temperature rarely rises above approx. 100°C. Usually the reaction product, i.e. the amorphous intermediate product of condensed phosphate produced by the reaction, will be a powdery solid. In some cases, however, the intermediate product of phosphates will initially be of a glue-like consistency during or shortly after the reaction before it turns into solid form, and it is often advantageous to return either some of the amorphous phosphate intermediate that has already has become solid, or the desired condensed phosphate that has been formed, for e.g. to reduce or diminish the glue-like stage to thereby facilitate the processing of the mixture and carry out the reaction. Although it is not recommended to react condensed phosphoric acid with an aqueous solution of alkali or alkaline earth metal compounds due to the potential strong decomposition of the condensed phosphates' anions and the necessity to remove water from the solution, it is nevertheless, by rapid drying and with excess of returned amorphous intermediate product of phosphates possible to reduce the breakdown to such an extent that the desired intermediate product is formed in the correct ratio. Because of the foregoing, it is therefore preferable to carry out the reaction under virtually anhydrous conditions. The expression "almost anhydrous conditions" here means carrying out the reaction using almost anhydrous alkali or alkaline earth metal compounds, i.e. that these substances contain less than approx. 20% by weight crystal water and that no water is present, apart from what is formed during the reaction.

Selv om mellomproduktet av kondensert fosfat ved rønt-genanalyser viser seg å være tilnærmet amorft, er det ikke nødven-dig at det er slik, da i enkelte tilfeller krystallinsk fosfat kan være tilstede i mindre mengder, dvs. vanligvis mindre enn ca. 50 vektprosent. Det som er sagt i det foregående, gjelder det kondenserte mellomprodukt av fosfater som dannes ved reaksjonen, da det i noen tilfeller også anvendes tilbakeførte stoffer som nevnt ovenfor, og disse inneholder vesentlige mengder av krystallinske stoffer. Sammensetningen av mellomproduktet av kondenserte fosfater antas å variere i overensstemmelse med mengden av alkalimetall eller jordalkalimetall som har reagert med den spesielle kondenserte fosforsyre som er anvendt, det antas imidlertid at en blanding av kondenserte fosfater utgjør dette materiale. Det er som regel tilstrekkelig å kalsinere mellomproduktet av kondenserte fosfater for å danne krystallinske kondenserte fosfater. I de fleste tilfeller er det ønskelig å knuse eller findele stoffet før kalsineringen for å forbedre kalsineringsprosessen og omdanningshastighe-ten fra mellomproduktet av kondenserte fosfater til krystallinske kondenserte fosfater. Even if the intermediate product of condensed phosphate turns out to be almost amorphous in X-ray analyses, it is not necessary for it to be so, as in some cases crystalline phosphate can be present in smaller amounts, i.e. usually less than approx. 50 percent by weight. What has been said above applies to the condensed intermediate product of phosphates that is formed by the reaction, as in some cases recycled substances are also used as mentioned above, and these contain significant amounts of crystalline substances. The composition of the intermediate condensed phosphates is believed to vary according to the amount of alkali metal or alkaline earth metal that has reacted with the particular condensed phosphoric acid used, however, it is believed that a mixture of condensed phosphates constitutes this material. It is usually sufficient to calcine the intermediate product of condensed phosphates to form crystalline condensed phosphates. In most cases it is desirable to crush or pulverize the material prior to calcination to improve the calcination process and the rate of conversion from the intermediate product of condensed phosphates to crystalline condensed phosphates.

Den tid og temperatur som er nødvendig for å overføre forskjellige amorfe mellomprodukter av fosfat som er nevnt i det foregående, til det ønskede krystallinske kondenserte fosfat, av-henger av bl.a. det spesielle kondenserte fosfat som skal fremstilles, såvel som av mengden og fysikalske egenskaper, dvs. findelings-grad, blandingens enhet osv. i de reagerende stoffer. Vanligvis oppnås de beste resultater ved anvendelse av temperaturer litt over 260°C, men under smeltepunktet for det ønskede krystallinske kondenserte fosfat som skal dannes. Generelt kan det sies at den nødvendige tid for å fremstille de ønskede krystallinske kondenserte fosfater er avhengig av den anvendte temperatur, idet en høyere kalsineringstemperatur betinger kortere kalsinaringstid.. The time and temperature required to transfer various amorphous phosphate intermediates mentioned above to the desired crystalline condensed phosphate depends on, among other things, the particular condensed phosphate to be produced, as well as the amount and physical properties, i.e. degree of fineness, the unity of the mixture, etc. in the reacting substances. Generally, the best results are obtained using temperatures slightly above 260°C, but below the melting point of the desired crystalline condensed phosphate to be formed. In general, it can be said that the time required to produce the desired crystalline condensed phosphates depends on the temperature used, as a higher calcination temperature requires a shorter calcination time.

Det skal bemerkes at det av og til kan være fordelaktig å kalsinere mellomproduktet av fosfater slik at det ikke oppstår en fullstendig overføring til det ønskede krystallinske kondenserte fosfat, og derfor anvendes en forholdsvis lav kalsineringstemperatur og en forholdsvis kort kalsineringstid. It should be noted that it may occasionally be advantageous to calcine the intermediate product of phosphates so that a complete transfer to the desired crystalline condensed phosphate does not occur, and therefore a relatively low calcination temperature and a relatively short calcination time are used.

Når det ønskes en tilnærmet fullstendig omdannelse av fosfatmellomprbduktet til alkalimetalltripolyfosfat, er en kalsineringstemperatur på ikke over ca. 520°C og en kalsineringstid på ikke over ca. 90 minutter vanligvis tilstrekkelig. Det skal bemerkes at pentanatriumtripolyfosfat Na^-P-jO^ er kjent for å væ-re et polymorft materiale, hvor minst to forskjellige og adskilte faste krystallinske modifikasjoner er identifisert. Modifikasjonene er vanligvis referert til som Na5P3°io -I °^ Na5P3°10_I1* Se Partridge et al., Journal of the American Society, bind 63, s. ;454 ff. Na^P^O^Q-II dannes vanligvis ved temperaturer under ca. ;450°C, og fortrinnsvis under ca. 400°C, mens NacP.01(--I vanligvis dannes ved temperaturer betydelig over ca. 450 C. Derfor vil kal-sineringstemperaturen avhenge av hvilket pentanatriumtripolyfosfat som er ønsket. ;Når tilnærmet fullstendig omdannelse av mellomproduktfos-fater til alkalimetalltrimetafosfater ønskes, er en kalsineringstemperatur på ikke over ca. 550°C og en kalsineringstid på ikke over 90 minutter vanligvis tilstrekkelig. Det må bemerkes at vanligvis vil temperaturer under ca. 400°C frembringe et uløselig nat-riummetafosfat og temperaturer betydelig over ca. 450°C frembringe løselig trinatriumtrimetafosfat og derfor vil kalsineringstempera-turen som anvendes avgjøres av hva slags metafosfat som ønskes. ;Når en tilnærmet fullstendig omdannelse av mellomproduktfosfatet til alkalimetallpyrofosfat er ønsket, er det vanligvis tilstrekkelig med en kalsineringstemperatur på ikke over 800°C, og en kalsineringstid på ikke over 90 minutter. ;Når en tilnærmet fullstendig omdannelse av mellomproduktfosfatet til jordalkalimetallmetafosfat er ønsket, er det vanligvis tilstrekkelig med kalsineringstemperaturer på ikke over ca. 700°C og en kalsineringstid på ikke over ca. 120 minutter. ;Når en tilnærmet fullstendig omdannelse av mellomproduktfosfatet til jordalkalimetallpyrofosfat er ønsket, er vanligvis en kalsineringstemperatur på ikke over ca. 1000°C og en kalsineringstid på ikke over ca. 90 minutter tilstrekkelig. ;De nevnte forhold mellom tider og temperaturer som er nødvendig for å omdanne forskjellige amorfe mellomprodukter av fosfater som er beskrevet ovenfor, til de ønskede krystallinske kondenserte fosfater, er vanligvis også anvendbare ved fremstilling av blandinger av forskjellige krystallinske kondenserte fosfater. Det er vanligvis fordelaktig å anvende en kalsineringstemperatur som er tilstrekkelig for kalsinering av det kondenserte fosfat i blandingen som krever den laveste kalsineringstemperatur, å anvende en kalsineringstid som er tilstrekkelig til kalsinering av det kondenserte fosfat i blandingen som krever den lengste kalsineringstid. F.eks. hvis en tilnærmet fullstendig overføring av mellomproduktfosfatet i en blanding som inneholder i overveiende grad alkalitripolyfosfat og alkalipyrofosfat er ønsket, vil en kalsineringstemperatur på ikke over ca. 520°C og en kalsineringstid på ikke over ca. 90 minutter vanligvis være tilstrekkelig. Oppfinnelsen skal belyses ved hjelp av de følgende eksempler, der uttrykket deler angir vektdeler dersom intet annet er angitt. ;Eksempel 1 ;Et reaksjonskar utstyrt med røreanordning er tilført 191 deler vannfritt natriumkarbonat. Karet dekkes med et lokk som har et hull, og ca. 170 deler kondensert fosforsyre (75 vektprosent P2O5) dryppes ned på natriumkarbonatet mens blandingen røres. Lok-ket anvendes for at natriumkarbonat som føres bort med vanndampen, skal føres tilbake til blandingen, og derved opprettholde det riktige forhold mellom alkalimetall og syre i reaksjonsblandingen. ;De anvendte mengder tilsvarer molarforholdet Na/P på ca. 2. Det dannede amorfe mellomprodukt av fosfater skummer og reaksjonen avgir varme. Ved avkjøling til romtemperatur vil det dannede produkt gå over i fast form. Stoffet knuses og kalsineres ved ca. 520°C i ca. 1 time. Etter kalsineringen er utbyttet ca. 230 deler. Analyser ved ionevekselkromatografi /Kollof, R.H., A.S.T.M., Bull, 237,74 (TP-94-TP-100) april 19597 gir følgende tilnærmete resultater basert på molprosent av fosforr ;;Av dette vil det sees at det dannes nesten bare tetranatriumpyrofosfat (Na4P20?). ;Eksempel 2 ;I et reaksjonskar og under tilsvarende betingelser som beskrevet i eksempel 1, reageres ca. 94 deler av 73 % natrium-hydroksyd med ca. 147 deler kondensert fosforsyre (83 vektprosent P20(.) i nærvær av ca. 300 deler av det allerede dannede krystallinske produkt. Mengdeforholdet bestemmes slik at molarforholdet mellom Na/P er ca. 2. Det dannede mellomprodukt av fosfat knuses og kalsineres ved ca. 520°C i ca. 1 time. Etter kalsineringen er det totale utbytte ca. 500 deler. Analyser av samme sort som anvendes i eksempel gir følgende tilnærmede resultat, basert på molprosent fosforr ;;Herav ses at det nesten bare er dannet tetranatriumpyrofosfat (Na4P207). ;Eksempel 3 ;I et reaksjonskar reageres ca. 173 deler kaliumkarbonat med ca. 142 deler kondensert fosforsyre (75 vektprosent P2O5) under de samme betingelser som i eksempel 1. De anvendte mengder tilsvarer et molarforhold mellom K/P på ca. 1,67. Fosfatet som dannes som mellomprodukt, knuses og kalsineres ved ca. 520°C i omtrent 1 time. Etter kalsinaringen er utbyttet ca. 210 deler. Analyser foretas på samme måte som i eksempel 1, og gir følgende resultat basert i molprosent fosfor: ;Av dette vil man se at det nesten bare er dannet pentakaliumtri-polyfosfat (K5P3O10). ;Eksempel 4 ;I et reaksjonskar reageres 132 deler natriumkarbonat med 129 deler kondensert fosforsyre (83 vektprosent P2O5) under de samme betingelser som i eksempel 1. Forholdet mellom mengde-ne tilsvarer molforholdet Na/P på ca. 1,67. Mellomproduktet av fosfat som dannes, knuses og kalsineres ved ca. 520°C i ca. 1 time. Etter kalsineringen er utbyttet ca. 175 %. Analyser som følger samme fremgangsmåte som i eksempel 1, gir følgende tilnærmete resultat basert på molprosent fosfor: ;Av dette vil det sees at det er dannet nesten bare pentanatrium-tripolyfosfat (Na-^Og). ;Eksempel 5 ;I et reaksjonskar reageres ca. 80 deler natriumkarbonat med ca. 129 deler kondensert fosforsyre (83 vektprosent P2O5)' under de samme betingelser som i eksempel 1. Forholdet mellom de anvendte mengder tilsvarer molforholdet Na/P på ca. 1. Mellomproduktet av fosfat som dannes, knuses og kalsineres ved ca. 520°C i ca. 1 time. Etter kalsineringen er utbyttet ca. 145 deler. Analyser på samme måte som i eksempel 1, gir følgende tilnærmede resul-...at basert i molprosent fosfor: ;Av dette vil man se at det er dannet nesten bare trinatriumtrimetafosfat (Na3P3Og). ;Eksempel 6 ;I et reaksjonskar reageres ca. 112 deler kalsiumoksyd med ca. 189 deler kondensert fosforsyre (75 vektprosent P2°5) under de samme betingelser som i eksempel 1. De anvendte mengder tilsvarer molarforholdet Ca/ på omtrent 1:1. Mellomproduktet av fosfat som dannes, knuses og kalsineres ved ca. 700°C i ca. 10 minutter. Etter kalsineringen er utbyttet ca. 250 deler. Papir-kromatografiske analyser /E. Karl-Kroupa, Analytical Chemistry, 28, 1091, 1956, med tilstrekkelige mengder natriumforbindelser til å løse kalsiumfos fatet7 viser at produktet i det vesentlige består av dikalsiumpyrofosfat og inneholder mindre enn 2 % ortofosfat. ;eksempel 7 ;Omtrent 316 deler kondensert fosforsyre (75 vektprosent P2O,-) reageres med en blanding av ca. 57 deler vannfritt I^CO^ og ca. 133 deler Na2C03 på samme måte som angitt i eksempel 1. Molforholdet (Na+K)/P i reaksjonsproduktet er ca. 1. Mellomproduktet av fosfat knuses og kalsineres ved ca. 490°C i ca. 45 minutter. Etter kalsineringen er utbyttet ca. 335 deler. Produktet består i det vesentlige av natriumkaliumtrimeta fosfat og analyser med ione-byttekromatografi viser at over 95 % av fosfatet er i form av trimetafosfat. ;Eksempel 8 ;Ca. 250 deler kondensert fosforsyre (83 vektprosent 2°5) reageres med ca. 271 deler vannfri soda på samme måte som angitt i eksempel 1. Molforholdet mellom Na/P i det dannede mellomprodukt av fosfat er ca. 1,75. Etter at fosfatet som er dannet som mellomprodukt, er kalsinert ved ca. 48o°C i ca. 30 minutter, er det dannet ca. 340 deler av et produkt som analysert med ione-byttekromatografi viser seg å inneholde ca. 24 % pyrofosfat og ca. ;76 % tripolyfosfat basert på molprosent fosfor. ;I de foregående eksempler er det anvendt en alkalimetallforbindelse som en av de reagerende bestanddeler, andre alkalime= tallforbindelser, f.eks. NaN03, KN03, NaCl, KCl, Na3C6H50? , Na2C204, K2C204, og lignende omfattende blandinger av disse kan anvendes ved anvendelse av samme fremgangsmåter og betingelser som angitt for NaC03, NaOH eller KC03. ;I de foregående eksempler er det som en av de reagerende bestanddeler anvendt et jordalkalimetallforbindelse, men andre jordalkalimetallforbindelser, f.eks. CaCl2# Ca3 (C6H,-07) 2 , CaH2 , ;Ca(0<H>)2, <Ca>(N03)2, CaC204 og lignende omfattende blandinger av disse, såvel som MgCl2, Mg(OH)2, Mg(N03)2, MgC204 og lignende, omfattende blandinger av disse, kan anvendes ved anvendelse av tilnærmet samme fremgangsmåte og betingelser som angitt for CaO. ;Som nevnt ovenfor, er mellomproduktet av kondensert fosfat og særlig alkalimetallmellomproduktet av kondensert fosfat meget nyttig- Vanligvis kan de kondenserte mellomprodukter av fosfater av alkalimetaller karakteriseres som lett løselige, lett strøbart, ikke glassaktige faste stoffer som har et molar-forhold mellom alkalimetall og fosfor mellom ca. 0,5 og 5 og er i stand til å binde minst 1 g kalsium pr. 100 g alkalimetallforbindelse av kondensert fosfat i nærvær av oksalat i en løsning av pH 12 ;og temperatur 25°C ved anvendelse av fremgangsmåten som beskrives i Irani and Callis, "The Journal of the American Oil Chemists' Society", bind 39, nr. 3, s. 156-159 (1962). Det kan i enkelte tilfeller fremstilles kondenserte fosfater av alkalimetaller som inneholder fri kondensert fosforsyre og fritt alkalikarbonat. ;De foregående stoffer er lett løselige i vann, og stoffene som inneholder fri kondensert fosforsyre og fritt alkalikarbonat, ut-viser stor oppløsningsevne selv i kaldt vann, da disse stoffer når de kommer i kontakt med tilstrekkelig vann, vil fullføre reaksjonen mellom syre og karbonat under frigjørelse av C02 som med-virker til spalting og oppløsing av stoffene. I tillegg kan andre stoffer innføres i det kondenserte fosfat om dette ønskes, f.eks. inerte fortynningsmidler, slik som natriumsulfat for enten å forbedre visse egenskaper som det kondenserte fosfat har, eller for å gi dette spesielle egenskaper slik som f.eks. overflateegen-skaper, antiutfellingségenskaper (karboksymetylcellulose) og lig-ne nde. ;Det er også mulig å fremstille et alkalimetallmellom-produkt av kondenserte fosfater som inneholder fri kondensert fosforsyre og fritt alkalikarbonat. Disse stabile, brusende stoffer er særlig foretrukket på grunn av deres lave hygroskopiske evne, høye oppløsningsforhold, bindeevne og bufferevne. Vanligvis fremstilles disse stoffer på tilnærmet samme måte som de kondenserte mellomprodukter av fosfater av alkalimetaller som er nevnt i det foregående med unntak av slike ting som alkalimetallforbindelser, molforholdet mellom alkalimetall og fosfor, anvendt temperatur og måten å gjennomføre fremgangsmåten på. Alkalimetallforbindelser egnet for anvendelse er alkalimetallkarbonater, f.eks. natriumkarbonat, natriumbikarbonat, natriumsesquikarbonat, kaliumkarbonat, kaliumbikarbonat, litiumkarbonat, litiumbikarbonat, ammoniumkarbo-nat, ammoniumbikarbonat og lignende, blandinger av disse inkludert. Selv om alkalimetallkarbonater av cesium, rubidium og francium i noen tilfeller kan anvendes ved fremstilling av kondenserte fosfater, så er de relativt dyre og ikke lett tilgjengelige og byr såle-des ikke på de samme anvendelsesfordeler som de andre alkalimetall-karbonatene. Da kondenserte fosfater av natrium og kalium vanligvis er de mest brukte fosfater, og da slike alkalimetallkarbonater som Na2C03 og K^ CO^ er forholdsvis billige og lett tilgjengelige, ;er det de foretrukne alkalimetallkarbonater. ;En annen forskjell fra den ovennevnte fremgangsmåte for fremstilling av kondenserte fosfater av alkalimetaller er vanligvis at molforholdet mellom alkalimetall og fosfor i de reagerende bestanddeler fortrinnsvis bør være over ca. 1 og at.temperaturen under reaksjon fortrinnsvis bør holdes under ca. 75°C for at det skal dannes et stoff som inneholder en tilstrekkelig mengde av fri kondensert fosforsyre og fritt alkalimetallkarbonat. Vesent-lig høyere temperaturer, men vanligvis under ca. 120°C kan i noen tilfeller anvendes, særlig ved kondenserte syrer som inneholder en større mengde £2^5*When an almost complete conversion of the phosphate intermediate to alkali metal tripolyphosphate is desired, a calcination temperature of no more than approx. 520°C and a calcination time of no more than approx. 90 minutes is usually sufficient. It should be noted that pentasodium tripolyphosphate Na^-P-jO^ is known to be a polymorphic material, in which at least two distinct and separate solid crystalline modifications have been identified. The modifications are usually referred to as Na5P3°io -I °^ Na5P3°10_I1* See Partridge et al., Journal of the American Society, vol. 63, pp. ;454 ff. Na^P^O^Q-II is usually formed at temperatures below approx. ;450°C, and preferably below approx. 400°C, while NacP.01(--I is usually formed at temperatures significantly above about 450°C. Therefore, the calcination temperature will depend on which pentasodium tripolyphosphate is desired. When almost complete conversion of intermediate phosphates to alkali metal trimetaphosphates is desired, a calcination temperature of not more than about 550° C. and a calcination time of not more than 90 minutes are usually sufficient. It should be noted that generally temperatures below about 400° C. will produce an insoluble sodium metaphosphate and temperatures significantly above about 450° C. soluble trisodium trimetaphosphate and therefore the calcination temperature used will be determined by the kind of metaphosphate desired. When an almost complete conversion of the intermediate phosphate to alkali metal pyrophosphate is desired, a calcination temperature of no more than 800°C, and a calcination time of no over 90 minutes. ;When an almost complete conversion of the intermediate phosphate to jo rdalkali metal metaphosphate is desired, calcination temperatures of no more than approx. 700°C and a calcination time of no more than approx. 120 minutes. When an almost complete conversion of the intermediate phosphate to alkaline earth metal pyrophosphate is desired, a calcination temperature of not more than approx. 1000°C and a calcination time of no more than approx. 90 minutes is sufficient. The aforementioned ratios of times and temperatures necessary to convert various amorphous phosphate intermediates described above into the desired crystalline condensed phosphates are usually also applicable in the preparation of mixtures of different crystalline condensed phosphates. It is usually advantageous to use a calcination temperature sufficient to calcine the condensed phosphate in the mixture requiring the lowest calcination temperature, to use a calcination time sufficient to calcine the condensed phosphate in the mixture requiring the longest calcination time. E.g. if an almost complete transfer of the intermediate phosphate in a mixture containing predominantly alkali tripolyphosphate and alkali pyrophosphate is desired, a calcination temperature of not more than about 520°C and a calcination time of no more than approx. 90 minutes is usually sufficient. The invention shall be illustrated with the help of the following examples, where the expression parts indicates parts by weight if nothing else is indicated. ;Example 1 ;A reaction vessel equipped with a stirring device is filled with 191 parts of anhydrous sodium carbonate. The vessel is covered with a lid that has a hole, and approx. 170 parts of condensed phosphoric acid (75 percent by weight P2O5) are dripped onto the sodium carbonate while the mixture is stirred. The lid is used so that sodium carbonate, which is carried away with the steam, is returned to the mixture, thereby maintaining the correct ratio between alkali metal and acid in the reaction mixture. ;The quantities used correspond to the Na/P molar ratio of approx. 2. The formed amorphous intermediate of phosphates foams and the reaction emits heat. Upon cooling to room temperature, the product formed will turn into solid form. The substance is crushed and calcined at approx. 520°C for approx. 1 hour. After calcination, the yield is approx. 230 parts. Analyzes by ion exchange chromatography /Kollof, R.H., A.S.T.M., Bull, 237.74 (TP-94-TP-100) April 19597 give the following approximate results based on the mole percentage of phosphorus; From this it will be seen that almost only tetrasodium pyrophosphate (Na4P20 ?). ;Example 2 ;In a reaction vessel and under similar conditions as described in example 1, approx. 94 parts of 73% sodium hydroxide with approx. 147 parts condensed phosphoric acid (83% by weight P20(.) in the presence of approx. 300 parts of the already formed crystalline product. The quantity ratio is determined so that the molar ratio between Na/P is approx. 2. The intermediate product of phosphate formed is crushed and calcined at approx. 520°C for about 1 hour. After the calcination, the total yield is about 500 parts. Analyzes of the same kind as used in the example give the following approximate result, based on the mole percent of phosphorus; From this it can be seen that almost only tetrasodium pyrophosphate (Na4P207 ).;Example 3 ;In a reaction vessel, approximately 173 parts of potassium carbonate are reacted with approximately 142 parts of condensed phosphoric acid (75 percent by weight P2O5) under the same conditions as in example 1. The quantities used correspond to a molar ratio between K/P of approximately 1 .67. The phosphate which is formed as an intermediate product is crushed and calcined at approximately 520°C for approximately 1 hour. After the calcination, the yield is approximately 210 parts. Analyzes are carried out in the same way as in example 1, and give the following result based on molpro late phosphorus: From this you will see that almost only pentapotassium tri-polyphosphate (K5P3O10) has been formed. ;Example 4 ;In a reaction vessel, 132 parts of sodium carbonate are reacted with 129 parts of condensed phosphoric acid (83% by weight P2O5) under the same conditions as in example 1. The ratio between the quantities corresponds to the molar ratio Na/P of approx. 1.67. The intermediate product of phosphate that is formed, crushed and calcined at approx. 520°C for approx. 1 hour. After calcination, the yield is approx. 175%. Analyzes that follow the same procedure as in example 1 give the following approximate result based on mole percent phosphorus: From this it will be seen that almost only pentasodium tripolyphosphate (Na-^Og) has been formed. ;Example 5 ;In a reaction vessel react approx. 80 parts sodium carbonate with approx. 129 parts condensed phosphoric acid (83 weight percent P2O5)' under the same conditions as in example 1. The ratio between the quantities used corresponds to the molar ratio Na/P of approx. 1. The intermediate product of phosphate that is formed, crushed and calcined at approx. 520°C for approx. 1 hour. After calcination, the yield is approx. 145 parts. Analyzes in the same way as in example 1 give the following approximate results based on mole percent phosphorus: From this you will see that almost only trisodium trimetaphosphate (Na3P3Og) has been formed. ;Example 6 ;In a reaction vessel react approx. 112 parts calcium oxide with approx. 189 parts of condensed phosphoric acid (75% by weight P2°5) under the same conditions as in example 1. The amounts used correspond to the molar ratio Ca/ of approximately 1:1. The intermediate product of phosphate that is formed, crushed and calcined at approx. 700°C for approx. 10 minutes. After calcination, the yield is approx. 250 parts. Paper-chromatographic analyzes /E. Karl-Kroupa, Analytical Chemistry, 28, 1091, 1956, with sufficient amounts of sodium compounds to dissolve the calcium phosphate7 shows that the product consists essentially of dicalcium pyrophosphate and contains less than 2% orthophosphate. ;example 7 ;Approximately 316 parts of condensed phosphoric acid (75% by weight P2O,-) are reacted with a mixture of approx. 57 parts anhydrous I^CO^ and approx. 133 divides Na2C03 in the same way as stated in example 1. The molar ratio (Na+K)/P in the reaction product is approx. 1. The intermediate product of phosphate is crushed and calcined at approx. 490°C for approx. 45 minutes. After calcination, the yield is approx. 335 parts. The product essentially consists of sodium potassium trimeta phosphate and analyzes with ion-exchange chromatography show that over 95% of the phosphate is in the form of trimetaphosphate. ;Example 8 ;Approx. 250 parts of condensed phosphoric acid (83% by weight 2°5) are reacted with approx. 271 parts of anhydrous soda in the same way as stated in example 1. The molar ratio between Na/P in the intermediate product of phosphate formed is approx. 1.75. After the phosphate that is formed as an intermediate product has been calcined at approx. 48o°C for approx. 30 minutes, approx. 340 parts of a product analyzed with ion-exchange chromatography turn out to contain approx. 24% pyrophosphate and approx. ;76% tripolyphosphate based on mole percent phosphorus. In the preceding examples, an alkali metal compound has been used as one of the reacting components, other alkali metal compounds, e.g. NaN03, KN03, NaCl, KCl, Na3C6H50? . In the preceding examples, an alkaline earth metal compound has been used as one of the reacting components, but other alkaline earth metal compounds, e.g. CaCl2# Ca3 (C6H,-07) 2 , CaH2 , ;Ca(0<H>)2, <Ca>(N03)2, CaC2O4 and similarly extensive mixtures of these, as well as MgCl2, Mg(OH)2, Mg (N03)2, MgC204 and the like, including mixtures of these, can be used using approximately the same method and conditions as stated for CaO. ;As mentioned above, the condensed phosphate intermediate and especially the alkali metal intermediate condensed phosphate are very useful- Generally, the condensed alkali metal phosphate intermediates can be characterized as easily soluble, easily spreadable, non-vitreous solids having a molar ratio of alkali metal to phosphorus between approx. 0.5 and 5 and is able to bind at least 1 g of calcium per 100 g of alkali metal compound of condensed phosphate in the presence of oxalate in a solution of pH 12; and temperature 25°C using the method described in Irani and Callis, "The Journal of the American Oil Chemists' Society", vol. 39, no. 3, pp. 156-159 (1962). In some cases, condensed phosphates can be produced from alkali metals containing free condensed phosphoric acid and free alkali carbonate. The preceding substances are easily soluble in water, and the substances containing free condensed phosphoric acid and free alkali carbonate show great solubility even in cold water, as these substances, when they come into contact with sufficient water, will complete the reaction between acid and carbonate during the release of C02 which contributes to the splitting and dissolution of the substances. In addition, other substances can be introduced into the condensed phosphate if desired, e.g. inert diluents, such as sodium sulphate to either improve certain properties that the condensed phosphate has, or to give it special properties such as e.g. surface properties, anti-precipitation properties (carboxymethyl cellulose) and the like. It is also possible to produce an alkali metal intermediate product from condensed phosphates containing free condensed phosphoric acid and free alkali carbonate. These stable, effervescent substances are particularly preferred because of their low hygroscopicity, high dissolution ratio, binding capacity and buffering capacity. Generally, these substances are prepared in much the same way as the condensed intermediates of phosphates of alkali metals mentioned above with the exception of such things as alkali metal compounds, the molar ratio between alkali metal and phosphorus, the temperature used and the way of carrying out the process. Alkali metal compounds suitable for use are alkali metal carbonates, e.g. sodium carbonate, sodium bicarbonate, sodium sesquicarbonate, potassium carbonate, potassium bicarbonate, lithium carbonate, lithium bicarbonate, ammonium carbonate, ammonium bicarbonate and the like, including mixtures thereof. Although alkali metal carbonates of cesium, rubidium and francium can in some cases be used in the production of condensed phosphates, they are relatively expensive and not easily available and thus do not offer the same application advantages as the other alkali metal carbonates. Since condensed phosphates of sodium and potassium are usually the most commonly used phosphates, and since such alkali metal carbonates as Na 2 CO 3 and K 2 CO 3 are relatively cheap and readily available, they are the preferred alkali metal carbonates. Another difference from the above-mentioned method for producing condensed phosphates of alkali metals is usually that the molar ratio between alkali metal and phosphorus in the reacting components should preferably be above approx. 1 and that the temperature during reaction should preferably be kept below approx. 75°C for a substance to be formed which contains a sufficient amount of free condensed phosphoric acid and free alkali metal carbonate. Significantly higher temperatures, but usually below approx. 120°C can be used in some cases, especially with condensed acids containing a large amount of £2^5*

En ytterligere betingelse er at de reagerende stoffer under reaksjon blandes på en slik måte at den minsker muligheten for fullstendig reaksjon. Dette skjer vanligvis ved metoder som f.eks. å gjennomføre reaksjon ved lavere temperatur, dvs. mellom ca. 20°C og ca. 50°C og/eller gjennomføre reaksjonen ved agietering som er utilstrekkelig for fullstendig blanding av reaksjonsbestand-delene. Skjønt stoffene kan fremstilles på mange forskjellige må-tar, er en typisk fremstillingsmetode å tilsette kondensert fosforsyre i flytende tilstand, fortrinnsvis i en svak strøm til et agi-tert leie av alkalimetallkarbonat på en slik måte at det på leiet dannes dråper av kondensert fosforsyre, som delvis reagerer med alkalimetallkarbonatet slik at det dannes partikler som er dekket med et konglomerat av kondenserte fosfater og alkalimetallkarbonater ved agiteringen av leiet. Dette belegg hindrer ytterligere reaksjon mellom innkapslet kondensert fosforsyre og alkalikarbonat. Dessuten er det viktig at reaksjonen gjennomføres under tilnærmet vannfrie forhold. A further condition is that the reacting substances during reaction are mixed in such a way that it reduces the possibility of complete reaction. This usually happens by methods such as e.g. to carry out the reaction at a lower temperature, i.e. between approx. 20°C and approx. 50°C and/or carry out the reaction by agitation which is insufficient for complete mixing of the reaction component parts. Although the substances can be produced in many different ways, a typical production method is to add condensed phosphoric acid in a liquid state, preferably in a weak stream, to an agitated bed of alkali metal carbonate in such a way that drops of condensed phosphoric acid are formed on the bed, which partially reacts with the alkali metal carbonate so that particles are formed which are covered with a conglomerate of condensed phosphates and alkali metal carbonates when the bed is agitated. This coating prevents further reaction between encapsulated condensed phosphoric acid and alkali carbonate. It is also important that the reaction is carried out under virtually anhydrous conditions.

Kondenserte fosfater av alkalimetaller som inneholder Condensed phosphates of alkali metals containing

fri kondensert fosforsyre og fritt alkalimetallkarbonat, kan vanligvis karakteriseres som et frittflytende, ikke glassaktig, free condensed phosphoric acid and free alkali metal carbonate, can usually be characterized as a free-flowing, non-vitreous,

brusende stoff, som har et molarforhold mellom alkalimetall og fosfor mellom ca. 1 og ca. 5, og er i stand til å binde minst 1 g kalsium pr. 100 g stoff ved fremgangsmåter som er beskrevet i det foregående. Dessuten, da stoffene inneholder fri kondensert fos- effervescent substance, which has a molar ratio between alkali metal and phosphorus between approx. 1 and approx. 5, and is able to bind at least 1 g of calcium per 100 g of substance by the methods described above. Moreover, as the substances contain free condensed phos-

forsyre og fritt alkalikarbonat, kan de beskrives i tillegg til elementanalysen, nemlig ved måling av pH og gassvolum som utvikles i kontakt med vann. F.eks. kan elementanalysen baseres på vekt- acid and free alkali carbonate, they can be described in addition to the elemental analysis, namely by measuring the pH and gas volume that develops in contact with water. E.g. can the elemental analysis be based on weight-

prosent P2°5' H20' M2° og C02" PH 'can ma-'-es i 1 vektprosents vandig løsning ved 25°C, og utviklet gassvolum kan baseres på an- percent P2°5' H20' M2° and C02" PH 'can be ma-'-es in 1 weight percent aqueous solution at 25°C, and evolved gas volume can be based on an-

tall ml av gass som frigjøres pr. g stoff når stoffet bringes i kontakt med vann av 25°C. De foretrukne kondenserte fosfater av alkalimetaller inneholder vanligvis fri kondensert fosforsyre og fritt alkalimetallkarbonat som ved elementanalyse gir verdier i området: number ml of gas released per g of substance when the substance is brought into contact with water of 25°C. The preferred condensed phosphates of alkali metals usually contain free condensed phosphoric acid and free alkali metal carbonate which on elemental analysis give values in the range:

P20^ mellom ca. 20 og ca. 60 vektprosent P20^ between approx. 20 and approx. 60 percent by weight

H^ O mellom ca. 2 og ca. 30 vektprosent H^O between approx. 2 and approx. 30 percent by weight

M20 (M er et alkalimetall) mellom ca. 10 og 60 vektprosent M20 (M is an alkali metal) between approx. 10 and 60 percent by weight

C02 mellom ca. 10 og ca. 35 vektprosent. C02 between approx. 10 and approx. 35 percent by weight.

pH for ca. 1 vektprosents vandige løsninger ved ca. 25°C pH for approx. 1% by weight aqueous solutions at approx. 25°C

ligger vanligvis mellom ca. 6,5 og ca. 8,5, og den utviklede gass- usually lies between approx. 6.5 and approx. 8.5, and the developed gas-

mengde når stoffene bringes i kontakt med vann av 25°C, er mellom 5 og ca. 200 ml/g i det foretrukne stoff. Det foretrukne stoff er vanligvis innkapslet stoff som inneholder fri kondensert fosfor- quantity when the substances are brought into contact with water of 25°C, is between 5 and approx. 200 ml/g in the preferred substance. The preferred material is usually encapsulated material containing free condensed phosphorus-

syre belagt med et konglomeratmateriale som inneholder fri alkali- acid coated with a conglomerate material containing free alkali-

metallkarbonat og kondenserte fosfater av alkalimetaller. Vanlig- metal carbonate and condensed phosphates of alkali metals. Usual-

vis er slike stoffer stabile faste granulater som kan knuses, slik at det dannes stoffer av relativt fin partikkelstørrelse, f.eks. such substances are stable solid granules that can be crushed, so that substances of relatively fine particle size are formed, e.g.

ca. 20 mesh (USSS-serien). about. 20 mesh (USSS series).

Claims

1. Process for the production of crystalline alkali

and/or alkaline earth phosphates by causing a condensed phosphoric acid and an alkali metal compound and/or an alkaline earth metal compound to react so that an amorphous, condensed phosphate material is formed, characterized in that the amorphous phosphate material is calcined at a temperature between 260 and 1000°C, but below the temperature at which the crystalline condensed phosphates become liquid, and for a period of time not exceeding approx. 120 minutes to form the crystalline condensed phosphates.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the condensed phosphoric acid is caused to react with an alkali metal or alkaline earth metal compound containing chlorides or carbonates.

3. Method as stated in claim 1 or 2, characterized in that the acid and the alkali metal compounds are brought to react in an alkali metal to phosphorus atom ratio of approx. 1:1 to form crystalline alkali metal trimetaphosphates and the resulting amorphous condensed phosphate intermediate is calcined at temperatures between 260 and 550°C and for a period of time not exceeding 90 minutes to form crystalline alkali metal trimetaphosphates which are substantially free of impurities.

4. Method as stated in claim 1 or 2, characterized in that the acid and the alkali metal compounds are brought to react in an alkali metal to phosphorus atom ratio of approx. 5:3 to form crystalline alkali metal tripolyphosphates and the resulting amorphous condensed phosphate intermediate is calcined at temperatures between 260 and 520°c and for a period of time not exceeding 90 minutes to provide crystalline alkali metal tripolyphosphates which are substantially free of impurities.

5. Method as stated in claim 1 or 2, characterized in that the acid and the alkali metal compounds are brought to react in an alkali metal to phosphorus atom ratio of approx. 2:1 to form crystalline alkali metal pyrophosphates and the resulting amorphous condensed phosphate intermediate is calcined at temperatures between 260 and 700°C and for a period of time not exceeding 90 minutes to produce crystalline alkali metal pyrophosphates which are substantially free of contaminants.

6. Method as stated in claim 1 or 2, characterized in that the acid and the alkaline earth metal compounds are brought to react in an alkaline earth metal to phosphorus atom ratio of approx. 1:2 to form crystalline alkaline earth metal metaphosphates and the resulting amorphous condensed phosphate intermediate is calcined at temperatures between 260 and 600°C to give a crystalline alkaline earth metal metaphosphate.

7. Method as stated in claim 1 or 2, characterized in that the acid and the alkaline earth metal compound are brought to react in an alkaline earth metal to phosphorus atomic ratio of approx. 1:1 to form crystalline alkaline earth metal pyrophosphates and the resulting amorphous condensed phosphate intermediate calcium nered for a period of not more than 90 minutes to give them cryst linsk alkaline earth metal pyrophosphates essentially free of contaminants.