DE1667596A1 - Process for the preparation of sodium metaphosphate - Google Patents

Description

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Marchon Products Limited, HOj Park Lane, London W (Großbritannien)Marchon Products Limited, HOj Park Lane, London W (Great Britain)

Verfahren zur Herstellung von NatriummetaphosphatProcess for the production of sodium metaphosphate

Zusatz zum deutschen Patent .......... (PatentanmeldungAddition to the German patent .......... (patent application

Die Erfindung betrifft Ver"besserungen und eine Abänderung des Verfahrens der schwebenden Pa~tentanmeldung P 15 67 686 • 5—41, die im folgenden als Hauptpatent The invention relates to improvements and a modification of the pending patent application P 15 67 686 • 5—41, hereinafter referred to as the main patent

(Hauptanmeldung) bezeichnet wird.(Main application) is designated.

In dem Verfahren des Hauptpatentes .wird Natriummetaphosphat hergestellt, indem durch nassen Aufschluß erhaltene Phosphorsäure in einem Fließbett auf Natriummetaphosphat umgesetzt wird. In diesem Verfahren werden die Sulfate, die als Verunreinigungen in den Bearktionsteilnehmern vorhanden sind, gewöhnlich ehemisch reduziert, da sie sonst zur Bildung von Natriumsulfat in dem Hatriummetaphosphat führen wurden, was für viele Verwendungszwecke schädlich ist. Die Anwesenheit von ssurüekbleibendem Natriumchlorid in den TJmsetzungsprodukten ist jedoch im allgemeinen nicht schädlich, und da eier Sulfatgehalt auf einen vernachlässigbaren Wert herabgesetzt wird, kann die Beaktion zwischen dem .Natriumchlorid und der Phosphor-In the process of the main patent .wird sodium metaphosphate prepared by obtained by wet digestion Phosphoric acid in a fluidized bed on sodium metaphosphate is implemented. In this process the sulphates are used as impurities in the machining participants are present, usually previously reduced, otherwise they lead to the formation of sodium sulfate in the sodium metaphosphate which is detrimental for many uses. The presence of the permanent However, sodium chloride is in the decomposition products Generally not harmful, and because of the sulphate content is reduced to a negligible value, the reaction between the sodium chloride and the phosphorus

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saure im'Verfahren des Hauptpatentes in einem verhältnismäßig "breiten Bereich von Bedingungen durchgeführt v/erden.acid im'Verfahren of the main patent in a relatively "wide range of conditions performed.

Es wurde nun gefunden, daß es nicht notwendig ist, dafür Sorge zu tragen, daß alle Sulfate chemisch reduziert werden, wenn die Reaktionsbedingungen während des Calcinierens in einem engeren Bereich gesteuert werden, da das Natriumsulfat, welches sonst im Endprodukt vorhanden wäre, an der Galeinierungsreaktion zur Herstellung von Natriummetaphosphaten teilnimmt und der Schwefel als. Oxyd aus dem Reaktionssystem entfernt wird. Es ist tatsächlich möglich, einen Teil oder das gesamte natriumchlorid, das im Verfahren des Hauptpatentes verwendet wird, durch Natriumsulfat zu ersetzen, um das notwendige Natrium für die Caleinierungsreaktion zu schaffen. Natriumsulfat ist als Nebenprodukt aus vielen Verfahren leicht erhältlich, und wenn es anstelle von Natriumchlorid verwendet wird, wird durch die vorliegende Erfindung ein "beträchtlicher technischer Vorteil erhalten. — -.. - , It has now been found that it is not necessary for this Care must be taken that all sulfates are chemically reduced if the reaction conditions are used during calcining can be controlled in a narrower range, since the sodium sulfate, which would otherwise be present in the end product, takes part in the gelling reaction for the production of sodium metaphosphates and the sulfur as. Oxide from the Reaction system is removed. It is actually possible to use some or all of the sodium chloride used in the procedure of the main patent is used to replace it with sodium sulfate, the sodium necessary for the caleination reaction to accomplish. Sodium sulfate is readily available as a by-product from many processes and when it is in place Used by sodium chloride is supported by the present Invention received a "considerable technical advantage. - - .. -,

Dementsprechend schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Natriummetaphosphaten, in welchem eine Mischung von Natriumchlorid und durch nassen Aufschluß erhaltene Phosphorsäure mit einem Na:P-Verhältnis von im wesentlichen 1 ti auf einem Fließbett von Natriummetaphospha tpartikelchen bei einer Temperatur von über 250⁰O, die aber an keiner Stelle den Schmelzpunkt des STMP (wie im folgenden definiert wird),überschreitet, niedergeschlagen wird, worauf das Natriummetaphosphat aus dem Fließbett entfernt wird, das STMP in Wasser gelöst wird, das unlösliche Material entfernt und das STMP gewonnen oder in ein anderes Natriumphosphat übergeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Natriumchlorides durch Natriumsulfat ersetzt wird und dafür Sorge getragen wird, daß das Na:P-Verhältnis inAccordingly, the present invention provides a process for the preparation of sodium metaphosphates, in which a mixture of sodium chloride and phosphoric acid obtained by wet digestion with a Na: P ratio of essentially 1 ti on a fluidized bed of sodium metaphosphate particles at a temperature of over 250 ⁰ O , but which at no point exceeds the melting point of the STMP (as defined below), is precipitated, whereupon the sodium metaphosphate is removed from the fluidized bed, the STMP is dissolved in water, the insoluble material is removed and the STMP is recovered or in a other sodium phosphate is converted, characterized in that at least part of the sodium chloride is replaced by sodium sulfate and care is taken that the Na: P ratio in

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der auf dem Fließbett niederzuschlagenden Mischung einen Wert von o,90:1 Isis 0,98:1 hat.the mixture to be deposited on the fluidized bed Has value of o.90: 1 Isis 0.98: 1.

Das vorliegende Verfahren ist mit dem Verfahren des Hauptpatentes im. -wesentlichen identisch mit der Ausnahme, daß es nicht notwendig ist, dafür Sorge zu tragen» daß die chemische Reduktion der Sulfate eintritt, da 'ein Teil oder das gesamte natriumchlorid durch Natriumsulfat ersetzt wird und da das Na:P-Verhältnis der Reäktiönsteilnehmer innerhalb des angegebenen engen Bereiches gehalten wird. Das stöehiometrische Verhältnis von Na j P fiir die Herstellung von Natriummetaphosphatenist 1;1_, TTm jedoch sicherzustellen, daß das Endprodukt im wesentlichen frei von Natriumsulfat ist, ist es notwendige NaiP-Verhältnisse der Eeaktionsteilnehmer von 0,90:1 "bis 0,98:1 zu verwenden, vorzugsweise ein Verhältnis von ungefähr Q,9js 1 - Es ist vorzuziehen, Lösungen der Reaktionsteilnehmer in Phosphorsäure zu verwenden anstatt des Breies der Reaktionsteilnehmer, wie im Verfahren des Hauptpatentes vorgeschlagen.The present process is identical to the process of the main patent in the. - essentially identical with the exception that it is not necessary to take care »that the chemical reduction of the sulphates occurs because 'a part or replace all of the sodium chloride with sodium sulfate and since the Na: P ratio of the respondents is kept within the specified narrow range will. The stoehiometric ratio of Na j P for the Production of sodium metaphosphates is 1; 1_, but TTm ensure that the end product is essentially free of sodium sulfate, it is necessary NaiP ratios to use the reactants from 0.90: 1 "to 0.98: 1, preferably a ratio of about Q.9js 1 - It is it is preferable to use solutions of the reactants in phosphoric acid rather than the pulp of the reactants, as suggested in the procedure of the main patent.

Beim Durchführen der Erfindung reichen die Gälcinierungstemperaturen von 2.30 Q bis zum Schmelzpunkt des Produktes, obwohl es vorzuziehen ist, Temperaturen von 450⁰O bis 50O⁰C zu verwenden, wobei eine Temperatur von ungefähr 475 C besonders bevorzugt ist. .In carrying out the invention, the Gälcinierungstemperaturen range from 2.30 Q up to the melting point of the product, although it is preferable to temperatures of 450 to 50O ⁰ C ⁰ O to use, with a temperature of about 475 C is particularly preferred. .

Wenn die oben angegebenen Reaktionsbedingungen eingehalten werden, wird, das Natriumsulfat im wesentlichen aus den Reaktionsprodukten entfernt. Es ist deshalb nicht notwendig^ die Vorkehrungen, zu treffen, die im Hauptpatent vorgeschlagen., ,wurden, ..um zu sichern, daß die Sulfate während der Reaktion chemisch reduziert werden, selbst dann, wenn Natriumsulfat als einziger Natriumreaktionsteilnehmer verwendet, wird.If the above reaction conditions are observed, the sodium sulfate is essentially from the Reaction products removed. It is therefore not necessary to take the precautions suggested in the main patent. , were, ..to ensure that the sulfates during the reaction can be chemically reduced, even if Sodium sulfate as the sole sodium reactant is used.

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Ebenso wie im Verfahren des Hauptpatentes können die Reaktionsprodukte von dem hauptsächlich löslichen Trimetaphosphat (hierin als STMP bezeichnet) bis zu denen, die hauptsächlich unlösliche Phosphate sind (hierin zusammengefaßt als ISMP bezeichnet), variieren. Die Produkte können auf die gleiche Art wie die des Verfahrens des Hauptpatentes behandelt werden. .As in the procedure of the main patent, the Reaction products from the mainly soluble trimetaphosphate (referred to herein as STMP) to those which are primarily insoluble phosphates (summarized herein referred to as ISMP), vary. The products can be processed in the same way as the process of the Main patent are treated. .

Es wird angenommen, ist aber nicht ganz sicher, daß der Schwefel aus dem Reaktionssystem in der Form von SO., entfernt wird und nicht als SOo oder H₂SO-. Dieses Nebenprodukt kann auf die übliche Art gewonnen Werden und kann für die Herstellung des im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Natriumsulfat« Anwendung finden.It is believed, but not entirely certain, that the sulfur is removed from the reaction system in the form of SO., Rather than SOo or H ₂ SO-. This by-product can be obtained in the usual way and can be used for the production of the sodium sulfate used in the process according to the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand des Beispiels erläutert. In diesem Beispiel sind alle Teile G-ewichtsfeile. .The method according to the invention is based on the following of the example. In this example, all parts are weight files. .

Durch nassen Aufschluß erhaltene Phosphorsäure, die durch Umsetzung von Schwefelsäure mit Phosphaterz hergestellt war, wird auf eine Konzentration von 17 fo PpO,- verdünnt. Natriumsulfat (99 $iges Na₂SO,) wird in der Säure in solcher Menge gelöst, daß in der Lösung ein Na:P-Verhältnis von 0,93:1 enthalten 1st. Diese lösung wird kontinuierlich in einen Drehofen gesprüht, der schon ein Bett von Natriummetaphosphatteilchen enthält, und so erwärmt, daß eine Temperatur von 475⁰C in dem Bett der Teilchen aufrechterhalten wird. Während der Calcinierung wird das Umsetzungsprodukt aus dem Drehofen in Intervallen von ungefähr 10 Minuten entfernt. Eine Probe des Umsetzungsproduktes, das erhalten war, nachdem ein größerer Teil der ursprünglichen Natriummetaphosphatteilchen aus dem Drehofen entfernt waren, enthielt 1,75 io Na₂SO₄, und mehr als 90 <fo des ümsetzungsproduktes waren wasserlöslich.Phosphoric acid obtained by the wet disintegration, which was prepared by reacting sulfuric acid with phosphate rock is, to a concentration of 17 fo PPO, - diluted. Sodium sulfate (99% Na ₂ SO 2) is dissolved in the acid in such an amount that the solution contains a Na: P ratio of 0.93: 1. This solution is continuously sprayed into a rotary furnace which already contains a bed of sodium metaphosphate ^{particles and heated so that a temperature of 475 °} C. is maintained in the bed of particles. During the calcination, the reaction product is removed from the rotary kiln at approximately 10 minute intervals. A sample of the reaction product, which was obtained after a larger portion of the original were Natriummetaphosphatteilchen from the rotary kiln away containing 1.75 io Na ₂ SO _4, and more than 90 <fo the ümsetzungsproduktes were water soluble.

10 9 8 2 6/126 7- Patentansprüche -10 9 8 2 6/126 7- claims -

Claims (6)

Pa tentanBprüohePatent proofs 1. Verfahren zur Herstellung von Natrlummetaphosphat, bei welchem man ein Gemisch aus Natriumchlorid und durch nassen Aufschluß gewonnene Phosphorsäure mit einem Na:P-Verhältnis von im wesentlichen 1:1 auf einem Fließbett aus Natriummetaphosphatpartikelchen bei einer Temperatur von oberhalb 25O⁰O, die aber an keiner Stelle den Schmelzpunkt des Natriumtrimetaphosphates (STMP) überschreitet, niederschlägt, aus dem Fließbett Natriummetaphosphat abzieht, das Natriumtrimetaphosphat (STMP) in Wasser löst, das unlösliche Material abtrennt und das Natriumtrimetaphosphat (STMP) gewinnt oder in ein anderes Natriumphosphat umwandelt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Natriumchlorides durch Natriumsulfat ersetzt wird und dafür Sorge getragen wird, daß das Na:P-Verhältnis in der auf dem Fließbett niederzuschlagenden Mischung einen Wert von 0,90:1 bis 0,98:1 hat.1. A process for the preparation of sodium metaphosphate, in which a mixture of sodium chloride and phosphoric acid obtained by wet digestion with an Na: P ratio of essentially 1: 1 on a fluidized bed of sodium metaphosphate particles at a temperature of above 250 ⁰ O, but which At no point does it exceed the melting point of sodium trimetaphosphate (STMP), precipitate, withdraw sodium metaphosphate from the fluidized bed, dissolve the sodium trimetaphosphate (STMP) in water, separate the insoluble material and recover the sodium trimetaphosphate (STMP) or convert it into another sodium phosphate, characterized in that that at least part of the sodium chloride is replaced by sodium sulfate and care is taken that the Na: P ratio in the mixture to be deposited on the fluidized bed has a value of 0.90: 1 to 0.98: 1. 2. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß2. The method according to claim!, Characterized in that im wesentlichen das gesamte Natriumchlorid durch Natriumsulfat ersetzt wird.essentially all of the sodium chloride from sodium sulfate is replaced. 3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsteilnehmer in einem Na;P-Verhältnis von ungefähr 0,93:1 angewendet werden.3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that that the reactants in a Na; P ratio of approximately 0.93: 1 can be applied. 4· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bett der Natriummetaphosphatteilchen auf einer Temperatur von 45O⁰C bis 500⁰O gehalten wird.4 · A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the bed of Natriummetaphosphatteilchen is maintained at a temperature of 45O ⁰ C to 500 ⁰ O. 109826/1267 " ⁶ "109826/1267 " ⁶ " 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur ungefähr 475⁰C "beträgt.5. The method according to claim 4, characterized in that the temperature is approximately 475 ⁰ C ". 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daduroh gekennzeichnet, daß die angewendeten Matriumreaktionsteilnehmer in der Phosphorsäure gelöst werden.6. The method according to any one of the preceding claims, daduroh characterized in that the matrium reactants employed be dissolved in the phosphoric acid. 10 9826/126710 9826/1267