DE2139817C2 - Verfahren zur Herstellung eines freiflieBenden und raschlöslichen Alkalipolyphosphatglases - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines frei fließenden und rasch löslichen Alkaiipolyphosphatglases durch Aufbringung von Wasser in Form von Flüssigkeit bzw. Dampf auf das feingemahlene Glas und anschließendes teilweises oder vollständiges Wegtrocknen des aufgebrachten Wassers mittels Heißluft.

Gemahlene Natriumpolyphosphatgläser, d. h. Schmelzgemische mittel- und langkettiger Natriumpolyphosphate, werden schon seit langer Zeit in verschiedenen Industrien als Kalkbinde- und Wa?serenthärtungsmittel, wie auch als Korrosionsschutzmittel in Wasserleitungen angewandt. Diese Gläser sind stark hygroskopisch, so daß sie an feuchter Luft zusammenkleben und zerfließen. Beim Auflösen in Wasser bilden sie am Boden des Gefäßes zähe Sirupe, die nur sehr schwierig in Lösung zu bringen sind.

Man hat schon frühzeitig versucht, dieser Übelslände Herr zu werden oder sie doch wenigstens abzumildern. So hat man die Gläser mit Soda oder Natriumbikarbonat trocken gemischt oder das Karbonat im Schmelzfluß zugesetzt und dadurch eine gewisse Verbesserung erzielt, oder man hat das Karbonat mit einem sauren Polyphosphatglas gemischt, um beim Einbringen in Wasser Kohlensäure zu entwickeln, und so die Auflösung zu verbessern. Man hat auch das gemahlene Phosphatglas mit hydrathaltiger Soda gemischt stehengelassen, um eine allmähliche Wasseriimlagerung auf das Phosphat und damit eine Kornvergröberung /u erzielen. Konsequenterweise ging man dann einen Schritt weiter, indem man das Gemisch mit dem Karbonat durch Bedampfen oder Wasserbesprühen befeu.litet und die Feuchtigkeit durch nachfolgendes Trocknen wieder entfernt hat, da das befeuchtete Glas klebrig ist. Dieses Nachtrocknen wurde auch schon im Vakuum durchgefühlt. Es ist auch bereits bekannt, das Glas mit Wasser zu besprühen und anschließend durch Zumischen eines hydratbUdenden Phosphates, /. B. eines kurzketligcn Natriumpoh phosphates unter gleichzeitiger Granulation ohne Hrhitzen abzutrocknen.

All diese Verfahren brachten Verbesserungen, aber führten nicht zu einem wesentlich weniger hygroskopischen und besonders rasch löslichen Pulver. Auch ist es in vielen Fällen unerwünscht, daß das Polyphosphat durch Mischen mit anderen Substanzen \crdiinnt, bzw. in der Wirkung reduziert wird.

Eine neue Möglichkeit zeigte Munter in USA Patent 2494 828, indem er versuchte, das Phosphatglas durch Veränderung seiner Oberflächenzusammensetzung weniger hygroskopisch zu machen: Er spricht von einer oberflächlichen Hydrolyse zu kurzkettigen Phosphaten, wie saurem Ortho- und Pyrophosphat. Während nämlich die Phosphatgläser keine Hydrate zu bilden vermögen, ist dies bei den kurzkettigen Phosphaten, also Ortho-, Pyro- oder Triphosphat, der Fall: Sie nehmen wohl Feuchtigkeit aus der Luft auf, binden sie aber in Form einer Hydratschicht ar< ",.er Oberfläche, die dann dem weiteren Eindringt,■ von Feuchtigkeit wehrt. Man kann auf diese Weise auf den einzelnen Polyphosphatpartikeln dünne Schichten von kurzkettigen, hydratbildenden Phosphaten bilden, die eine gute Schutzfunktion ausüben.

Nach dem Stand der Technik wird so gearbeitet, daß man das Pulver einer einmaligen Bedampfung oder Wasserbesprühung aussetzt, wobei das Pulver 0,5 bis 6 °/o Wasser aufnehmen kann, und das befeuchtete Pulver anschließend vorzugsweise mit Heißluft von etwa 150' C trocknet bis auf eine Restfeuchte, die etwa in den Grenzen von 0,5 bis 2,5 ° ₀ liegt, wobei die gewünschte Oberflächenhydrolyse eintritt. Es kommt dabei meistens auch zu einer Granulation, welche die Freifließbarkeit verbessert und die Verklumpungsneigung reduziert. Normalerweise wird das Verfahren unter Zusatz von neutralisierenden und hydralbildenden Stoffen, insbesondere Soda oder Bikarbonat, durchgeführt.

Steigert man dabei die aufgesprühte Wassermenge über 3°o und erhöht entsprechend die Trocknungstemperatur, dann wird die Oberflächenhydrolyse des Phosphatglases stärker, und die aus kurzkettigen Phosphaten bestehende Oberflächenschicht wird dikker und dichter. Steigert man die aufgesprühte vVassermenge auf 4 bis 5" 0, dann sind Heißluftlemperaturen von 150 bis 200 C und mehr erfordefiich und die Materialtemperatur steigt auf 100° und mehr. Bei höheren Materialiernperaturen, z.B. 110 C, liegt Neigung zur Selbsterhitzung des ausgefallenen Produktes vor; es können dabei Temperatursteigerungen um 20 auftreten und der Abbau zu kürzeren Kettenlängen kann unerwünschte Ausmaße annehmen. Bei diesen höheren Aufsprühmengen und entsprechenden Trocknungstemperaturen tritt auch Neigung zur Plastizität ein: Besonders an heißen Appaiatctcilen bilden sich zähklcbrige Ablagerungen, die im Laufe der Zeit immer dicker werden und zu Verstopfungen, schließlich zum Bctricbsstilistand führen. Trotz dieser höheren Wassermengen und Erhitzungsicmpcraturen gelingt es aber nicht, zu Produkten zu kommen, die beim Eingießen r.i Wasser keinerlei Verklumpungsneigung aufweisen und beim offenen Stehen bei mäßigen Luftfeuchtigkeiten nicht zusammenbacken.

Es wurde nun gefunden, daß ein frei fließendes und rasch löbliches Alkalipolyphosphatglas durch Aufbringen von Wassei in Fonn von Flüssigkeit bzw. Dampf auf das feingemahlene Glas und anschließendes tcilvveises oder vollständiges Wegtrocknen des aufgebrachten Wassers mittels Heißluft erhallen wird, wenn das Wasseraul'bringen sowie das Wcgtrockncn mehrmals hintereinander erfolgen, wobei jeweils, maximal 2 Gewichtsprozent, vorzugsweise weniger als I.ο Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf das Glasgewichl, aufgebracht werden und die Hcißhifltemperalur zwischen 50 und 120 C, vorzugsweise zwirnen 65 und 105 C Heal.

Man verwendet für das Verfahren feingemahlene polyphosphatgläscr mit einem Na.,OP.,O₅-Verhältnis zwischen 0,9 und 1,6, d.h. lang-undmittelkettigeNatriumpolyphosphate, wobei das Natrium teilweise auch durch Kalium ersetzt sein kann. Es gelingt dabei, zu Pulvern zu kommen, die in Räumen mit mäßiger Luftfeuchtigkeit offen liegen können, ohne zusammenzubacken. Ihre Rieselfähigkeit und Lösungsgeschwindigkeit in Wasser ist ausgezeichnet, und zwar auch ohne den bisher üblichen Zusatz von hydratbildenden Stoffen, wie z. B. Natriumkarbonat. Man kann die notwendigen Feuchtigkeitsmengen und Trocknungstemperaturen noch dadurch verrringern, daß man einen Teil des Fertigproduktes abzweigt und dem Ausgangsmaterial wieder zumischt, d. h. mit Rückgut arbeitet.

Es wird durch die erfindungsgemäße Arbeitsweise nicht nur ein freifließendes und rascnlösliches, nicht klumpendes »instantisiertes« Phosphatglas erzielt, sondern es wird dabei auch die Herstellung sicherer und störungsfreier.

Um das Wesen der Erfindung deutlicher zu machen, seien zunächst einmal einige Laboratoriumsversuche mitgeteilt, bei denen das erfindungsgemäße mehrmalige Anfeuchten und Trocknen gezeigt wird.

Das Befeuchten der Substanzen geschah auf einer kreisrunden Metallschale mit ebenem Boden von 8,6 cm Durchmesser und einem senkrechten Rand von 6 mm Höhe. Es wurden 20 g Substanz eingewogen und gleichmäßig verteilt.

In einer Blechkanne wurde Wasser zum Sieden erhitzt und der Dampf über einen mit einer Gasflamme beheizten Überhitzer geführt, so daß der Dampf beim Austritt aus einem nach abwärts gerichteten Metallrohr eine Temperatur von 110° C aufwies. Die obengenannte Metallschale mit der Substanz befand sich 15 cm unterhalb des Röhrendes. Der Dampf hatte dort noch 75° C. Das Bedampfen erfolgte jeweils erst dann, wenn keine Wassertropfen mehr aus dem Metallrohr austraten.

Anschließend an das Bedampfen wurde das Erhitzen mit Hilfe einer Infrarot-Heizlampe durchgeführt, die so eingestellt war, daß die Lufttemperatur auf der Schale 105 C betrug. Da im Unterschied zu den später beschriebenen technischen Verfahren in ruhender Schicht gearbeitet wurde, mußten längere Befeuchtungs- und Erhitzungszeiten angewandt werden: Das Befeuchten mit Dampf wurde jeweils 20 Sekunden lang, das Bestrahlen 4 Minuten lang durchgeführt.

Feingemahlenes Grahamsches Salz wurde so jeweils 5mal bedampft und bestrahlt. Nach der Bedampfung mußte der gebildete lockere Kuchen jeweils leicht zerdrückt werden, um die Pulverform wieder herzustellen. Der dabei auftretende geringe Materialvcrlust wurde bei den Berechnungen berücksichtigt.

Versuch 1

Gesamtfeuchtigkeitsaufnahme 1,95'O; Gesamtgewichtsvcrlust bei den Bestrahlungen 1,725". _u. Zuletzt wurde durch ein O,4mm-Sieb gesiebt: 13,34 g I; der Rückstand gemörsert und wieder gesiebt 3.1 I g Γ.

Versuch 11

Zu diesen 3,11g Γ wurden 6,89 gl und IO g des Ausgangsproduktes hinzugemischt und dieses Gemisch wiederum fünfmal bedampft und bestrahlt. Gesamtfeuchtigkeitsaufnahme 2,325%; Gesamtgewichtsverl-jst 1,975%. Nach dem Sieben 15,755 g II; nach dem Mörsern des Rückstandes 3,91 g H'.

Versuch III

Diese 3,91 g II' wurden mit 6,09g II und 10g des Ausgangsproduktes vermischt und dieses Gemisch wiederum fünfmal bedampft und getrocknet. Gesamtfeuchtigkeitsaufnahme 2,85%; Gesamtgewichtsverlust2,45°,ο. Nach dem Sieben 15,50gill.

In einem anderen Versuch wurde ohne Zwischentrocknung möglichst viel Wasser aufgedampft. Dies gelingt jedoch nur, wenn jedesmal nach Aufnahme von 1 bis 1,5% Feuchtigkeit der gebildete feuchte, jedoch hartzähe Kuchen im Mörser zerstoßen und zermahlen wird. Auf diese Weise gelang es, 4,875% Feuchtigkeit aufzubringen. Auch das Wegtrocknen des aufgenommenen Wassers gestaltete sich sehr schwierig: nach 20 Minuten Bestrahlung waren erst

2,475% Gewichtsverlust zu verzeichnen, und zwar trotz wiederholtem Zerdrücken der Masse. Nach 15 Minuten Trocknen fand kaum mehr ein Gewichtsverlust statt.

Wegen der notwendigen mehrmaligen Unterbre-

chung der beiden Vorgänge kann man allerdings nicht mehr von einer einstufigen Verfahrensweise sprechen. Es traten im Prinzip dieselben Schwierigkieten auf wie in technischen Apparaturen, wenn man Befeuchtung und Trocknung in einer einzigen Verfahrensstufe durchführen will.

Über die Beurteilung der Produkte I, II und III wird später berichtet, zusammen mit der Beurteilung der technischen Produkte. Für diese Beurteilung ist maßgebend:

a) die Lösungsgeschwindigkeit im Wasser,

b) das Verhalten bei offenem Lagern und

c) das Ausmaß des hydrolytischen Abbaus, d. h. der Gehalt an kurzkettigen Phosphaten.

Zur Beurteilung der Lösuiigsgeschwindigkeit

wurde nachfolgend beschriebenes Verfahren benützt.

Es sind dazu folgende Gerätschaften erforderlch:

ein 250 -nn Meßzylinder, dessen Nullmarke sich 25,5 cm übei der Tischfläche befindet, ein Wägeschiffchen und eine Stoppuhr.

Der Meßzylinder wird mit Wasser von 20 C (± höchstens0,5 Grad) gefüllt. Aus dem Wägeschiffchen wird 1 g Substanz möglichst gleichmäßig in das Wasser eingestreut, und zwar so, daß das Einstreuen der

Substanz genau 20 Sekunden dauert. Sobald das letzte Pulver auf dem Boden des Zylinders angelangt ist. wird der Zylinder mit der Handfläche verschlossen und so umgeschwenkt, daß der Boden des Zylinders senkrecht nach oben steht. Dann wird zurückgedreht.

bis das mit der Hand verschlossene Ende sich senkrecht über dem Boden befindet, wobei jedesmal gewartet werden muß, bis die Luftblase das Wasser passiert hat. Immer, wenn der Gefäßboden oben ist, wird beobachtet, ob noch Ungelöstes am Boden haftet.

Wenn auch das letzte Substanzpartikelchen gelöst ist. wird die Zahl der Umschwenkungen festgestellt, die dazu nötig war, wobei jedesmal gezählt wird, wenn der Gefäßboden oben ist.

Diese Zahl der Umschwenkungen ist die Maß/.ahl Tür die Lösungsdauer. Die Lösungsdauer kann 0 sein, wenn sich das gesamte Pulver schon beim Niedersinken löst und nichts mehr am Boden ankommt.

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Das offene Lagern erfolgt in Glasschälchen mit ebenem Boden vof 6 cm Durchmesser und senkrechtem Rand, und zwar in Exikkatoren, die je 1 I verdünnte Schwefelsäure enthielten und so eine bestimmte Luftfeuchtigkeit im dariiberlicgenden Raum erzeugten. Das Einstellen der Luftfeuchtigkeit nach Schließen des Deckels dauert etwa 24 Stunden.

Der Gehalt an kurzketügca Phosphaten wurde durch Dünnschichtchromatografie festgestellt.

Um auch ein Produkt nach dem Stande der Technik » in den Vergleich einbeziehen zu können, wurde ein Versuch in einer kontinuierlich arbeitenden Drehtrommel durchgeführt. Es wurde dazu eine konische Drehtrommel benutzt in Form eines Kegelrumpfes mit einer Länge von 110 cm und Durchmesser der Basisflächen von 90 und 40 cm, bei der am weiten Ende das Pulvermaterial eingetragen wird und die mit 68 Umdrehungen/Minute umläuft. Gleichfalls am weiten Ende ist im obersten Teil der Stirnwand eine Luftdrucksprühdüse montiert, die in die Trommel hinein- »o sprüht, und zwar so, daß sie seitlich abwärts auf die bei der Rotation etwas hochgezogene Pulveroberfläche gerichtet ist. Diese, als Aufsprühkammer dienende konische Drehtrommel geht in eine zweite, mit ihr koaxial verbundene, etwas kleinere konische Trommel über, die als Erhitzungskammer fungiert. Vom Ausfallende her wird in diese Erhitzungskammer Heißluft geführt, die durch beide Kammern hindurchgesaugt wird. Durch beide Trommelteile hindurch ist ein im Zenit festmontierler Abstreifer hindurchgcführt, der die Trommelwandung von Anbakkungen freihält.

Die Aufsprühkammer wurde mit 330 kg/Stunde feingemahlenem Grahamschen Salz beschickt und es wurden4,7°/o Wasser aufgesprüht. Die Heizgaseintrittstemperatur betrug 200 bis 210C, die Luftaustrittstemperatur 75 bis95°.Die Temperatur des ausfallenden Polyphosphates betrug 100bis 110 .Sobald die Materialtemperalur 110" erreichte oder überschritt, fand eine Selbsterhitzung des ausgefallenen Materials im Faß durch weitergehende Hydrolyse statt und die Temperatur konnte so bis 130'' ansteigen.

Es wurde während eines Versuchs eine Probe entnommen, deren Ausfalliempcratur nur 100 ^; betrug: Produkt IV. Dieses wird durch ein 1,5-mm-Sieb gesiebt; dieses granulierte Material weist ein Schüttgewicht von 620 g/l auf.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die verschiedensten Apparatetypen Verwendung finden. So kann man unter anderem in einem Drehrohr arbeiten (Methode A). Beispielsweise ist ein etwa 5 m langes, zylindrisches Drehrohr mit einem Durchmesser von 70 bis 80 cm gut geeignet. Es ist in der Arbeitsrichtung um 3 bis 4 geneigt und hat etwa 1 m hinter dem Materialeingang einen Stauring, der das Material anstaut und so eine vergrößerte Aufsprühfläche schafft. In diesem ersten Teil des Drehrohrs ist zweckmäßigerweise etwa im Zenit ein Abstreifer angebracht, der die Wand freihält. Das Rohr fio läuft z. B. mit 25 Umdrehungen/Minute um.

Vom Eingang her, und zwar von einem möglichst hohen Punkt aus, wird nun Wasser auf die Aufsprühfläche aufgedüst, und zwar in einer Menge von 0,3 bis 2°/n des Feststoffs. Es sind dabei Ein- oder ZwcistofT-düsen anwendbar.

Vom Ende des Drehrohrs hei wird Warmluft mit einer Temperatur von 70 bis KX) in das Drehrohr eingeführt, um das aufgeduste Wasser zum größten Teil wieder aus ^ 1^t zu mfernt^ Die eingcführte Luft wird vom Roh rungang :^ _mu
Ventilator abgesaugt. Das ausfallende Matenal _gch,

«-henbchallcrZ wah.-end aus cintm ebenso gr*n Behälter 1 das Rohmatenal /ufheßL Sobald Behalter 1 leer ,st, wird auf Beha ^"^f^^- und das schon einmal durchgelaufene Mater al strömt dem Rohr wieder zu ^und *jJ_n^*^™™^^sP^ru J -nd getrocknet Das ausfaIende Matenal aufζ , Bchal-

ter 1 zurück bis Behal er 2 nahezu Lntlccri,si. worauf wieder auf 1 umgeschaltet wird Da nun zum dntlenmal durchs Rohr laufende Matenal w.rd dann, gcg,-benenfalls nach Siebung als Fertigma enal einen, Vorratsbunker zugeführt. Inzwischen is 1 mn 1-rischmaterial gefüllt worden, und das Spiel beginnt von neuem.

Sämtliche Behalter werden zweckmaLUgerwe.se bclüftet, um einerseits eine gewisse Kühlung zu erreichen und andererseits ein Zusammenbacken zu verhindern. Der gesamte Ablauf sollte automatisch sein. Statt eines dreimaligen Durchlaufs kann auch ein vier- oder fünfmaliger durchgeführt werden, um die jcwei-Hge Wassermenge und die Trocknungstemperatur niedrig halten zu können. Es kann auch am Ende des letzten Durchlaufs nur ein Teil, z. B. die Hälfte, als Fertigprodukt abgezweigt werden, wahrend die andere Hälfte mit Frischmaterial gemischt dem Prozeß wieder zugeführt und so laufend mit Rückgut gefahren wird.

Eine weitere Möglichkeit (Methode Zi) ist das Arbeiten auf einer Vibrationstransportrinne, auf welcher der gesamte Vorgang vollkontinuierlich durchgeführt werden kann. Die Rinne kann z.B.4,5m lang sein und 20 bis 60 mm breit. Die Schwingungen können mechanisch, z. B. durch eingebaute Unwuchten. oder elektromagnetisch oder durch Preßluft erzeugt werden. Die Rinne wird an den Seiten durch senkrechte Ränder begrenzt und kann z. B. mit Schwingungen von einer Frequenz von 25 Hz und einer Amplitude von 4 mm betrieben werden. Am Anfang ist quer zur Rinne ein Abstreifer befestigt, der in einer Höhe von 2 bis 7 mm, vorzugsweise 3 bis 4 mm, der Seitenverteilung des aufgegebenen Materials und der Erzielung einer gleichmäßig dünnen Schicht über die ganze Breite der Rinne dient.

Diese dünne Matcrialschicht wird nun auf einer Wanderstrecke von etwa 60 bis 90 cm mit einer mit Wasserdampf gesättigten Warmluft von z.B. 60 C behandelt, wobei das Pulvermaterial zwischen 0,3 und 1,5° 0 Wasser aufnimmt. Diese Wandcrstrecke ist durch eine Scheidewand, die nur das Material durchläßt, vom nachfolgenden Teil abgegrenzt. Während des Bedampfens wird das Material durch auf der Rinne aufgesetzte, schief zur Bewegungsrichtung stchende Ablenkkulisse abwechselnd rechts und links geführt und so durchgemischt und anschließend durch qucrliegende Stäbe wieder auf eine gleichmäßige Schichtdicke gebracht.

Nun wandert das Material auf etwa 60 bis 70 cm Wegstrecke unter einem über die ganze Breite der Rinne reichenden, plattenförmigen Slrahlungscrhilzcr durch, der es auf 60 bis 90 ^; C erhitzt und den größten Teil der aufgedampften Flüssigkeit wieder entfernt. Nach einer weiteren Scheidewand wird auf der näehsien Wegstrecke von etwa 60 cm das Material wieder mit Kaltluft heruntergekühlt und durch Ahlenkkulis-

sen und Querstäbe wie oben gemischt und wieder egalisiert.

Auf dem folgenden Teil der Rinne beginnt das Spiel von vorn mit Bedampfen, Trocknen und Kühlen. Das Material fällt dann auf eine zweite, ebensolche Schüttelrinne, auf der sich der Vorgang des Bedampfens, Trocknens und Kühlens noch zweimal wiederholt.

Das Ergebnis des lnstantisierungsvorgangs wird noch dadurch verbessert, daß man einen Teil des behandelten Materials wieder zurückführt und z. B. mit derselben Menge Frischmaterial vermischt und dieses Gemisch der viermaligen Behandlung unterzieht, am Ende der zweiten Rinne die Hälfte des behandelten Materials als Fertigprodukt abzieht und die andere Hälfte rückführt usw.

Eine weitere Möglichkeit zur Durchführung des Verfahrens (Methode C) ist dadurch gegeben, daß man das Befeuchten auf einem Granulierteller vornimmt und das anschließende Erhitzen in einer separaten Apparatur, wie z. B. in einem Drehrohr, das von Warmluft durchströmt ist, oder auf einer Vibrationsrinne wie bei Verfahren B, auf der das Gut mit Strahlungswärme behandelt wird, oder in einer Wirbelschichtapparatur, bei der die erwärmte Trägerluft als Trocknungsmedium dient. Zur mehrmaligen Wiederholung von Aufsprühen und Erhitzen können Granulierteller und Erhitzungsapparatur mehrfach vorhanden und hintereinander angeordnet sein, oder das verfahren wird halbkontinuierlich durchgeführt, wie bei der Methode A beschrieben, indem mehrere gleichgroße Behälter abwechselnd mit frischem, einmal behandeltem, bzw. mehrmals behandeltem Material gefüllt werden, und dieses wiederum der Behandlung zugeführt wird, wobei wie bei Methode A Rückgut zugegeben werden kann.

Die Besprühung auf dem Granulierteller wird kontinuierlich durchgeführt. Das Wasser muß in sehr fein vernebelter Form oder als Dampf dem Pulver zugeführt werden, wobei durch Einregulierung des Pulverzustroms, der Neigung des Granuliertellers und Dosierung der Feuchtigkeitszugabe erreicht wird, daß das aus dem Teller überfließende, befeuchtete Material vorzugsweise zwischen 0,3 und 1,5°/o Wasser aufgenommen hat.

Eine weitere Möglichkeit (Methode D) besteht darin, daß in einem Wirbelbett gearbeitet wird, und zwar vorzugsweise einem solchen, in dem der Materialstrom in der Horizontalen erfolgt. Durch das langgestreckte Siebblech, dem sogenannten Anströmboden, wird Warmluft mit einer Temperatur zwischen 55 und 90'■ C in die Apparatur eingeblasen, die aus einer langgestreckten Rinne besteht, in der ein dichtes Wirbelbett erzeugt wird. Die Rinne kann z. B. eine Länge von 5 bis 8 m aufweisen, und eine Breite von 10

ίο bis 40 cm. In regelmäßigen Abständen, z. B. 50 bis 100cm voneinander entfernt, sind z.B.4 bis8 Sprühdüsen hintereinander angeordnet, die senkrecht von oben Wasser in das Wirbelbett einsprühen. Es können Einstoff- oder Zweistoffdüsen verwendet werden. Zweckmäßig sind Luftdruck-Schlitzdüsen, die quer zur Pulverbewegungsrichtung über die ganze Breite des Wirbelbetts einen schmalen Wasservorhang erzeugen. Der Flüssigkeits- bzw. Luftdruck muß so eingestellt sein, daß er nicht das Wirbelbett durchschlägt, weil dies zu Verstopfungen des Siebblechs führen würde. Der horizontale Materialfluß vom Eintritt in die Rinne bis zum Auslauf kann durch eine Vibrationsbewegung der Rinne unterstützt werden.
Jede Düse sprüht zwischen 0,25 und 1 %, vorzugsweise 0,35 bis 0,55% Wasser, bezogen auf das Pulver, in das Wirbelbett. Während des Wanderwegs von Düse zu Düse wird das Pulver durch die Warmluft jeweils wieder teilentwässert und von der nächsten Düse erneut befeuchtet. Nach der letzten Düse ist bis zum Auslauf noch eine Strecke von etwa 0,6 bis 1,5 Meter zurückzulegen, die ausschließlich der Resttrockung dient. Die im Produkt verbleibenden Restwassergehalte können 0,2 bis I,5°/o betragen.

In einer solchen Wirbelschichtapparatur mit einem Siebboden von 300 cm Breite wurde aus feingemahlenem Grahamschen Salz ein Wirbelbett von 10 cm Höhe erzeugt. Es wurden 5 Zweistoffdüsen mit einem Versprühungsluftdruck von 1,2 atü in Abständen vor 41 cm verwendet. Die Lufttemperatur beim Eintritt ir die Wirbelschicht betrug 70"" C, die Ablufttemperatur 38° C. Von jeder Düse wurden 0,38% Wasser aul das durchwandernde Pulver aufgesprüht. Der Pulverzufluß zur Apparatur betrug 450 kg/Stunde. Das ausfallende instantisierte Material wurde durch eir 1-mm-Sieb gesiebt: Produkt V.

Qualitätsvergleiche der Produkte I bis V mit dem Ausgangsprodukt (nach Siebung durch ein 0,4-mm-Sieb)

Produkt Nr.	Lösungs dauer	Chromatogramm	Befund nach 4 Tagen Lagerung bei 56% Luftfeuchtigkeit Gewichts- ! . . zunähme Aussehen	Oberfläche hart; zusammengebackener Kuchen	Oberfläche etwas hart, darunter Pulver	noch völlig pulvrig
Ausgangs produkt ..	100	größtenteils langkettig; wenig mittelkettig etwas ringförmig	1,0%	0,7% ! Oberfläche etwas hart	noch zieml ich pulvrig
I	38	unverändert	0,4%	2,7%. '■ Oberfläche fest
II	14	unverändert	0,1 %	0,0 %
III ...	8	unverändert
IV ....	25	stark abgebaut
V ....	6 bis 7	unverändert

509 622/3;

t-v.

Ergebnis

Es sei zunächst das Produkt IV betrachtet, das nach dem Stande der Technik hergestellt worden ist, nämlich durch einmaliges Aufsprühen einer verhältnismäßig großen Wassermenge und anschließendes Trocknen bei hoher Temperatur in einem einzigen Arbeitsgang.

Der Vergleich der Eigenschaften des Produktes IV mil dem Ausgangsprodukt zeigt eine wesentliche Verringerung der Lösungsdauer. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 56% gelagert, zeigt IV allerdings sogar eine größere Feuchtigkeitsaufnahme als das Ausgangsprodukt. Dies rührt jedoch davon her, daß das Ausgangsprodukt zu einem harten Klumpen zusammenbackt, dessen Oberfläche sich schließt, weshalb die Wasseraufnahme verzögert ist. Bei IV war die Oberfläche zwar verfestigt, doch waren unter der Oberfläche noch pulvrige Anteile vorhanden.

Aus dem Chroitnatogramm ging hervor, daß das Produkt reichlich Ortho- und Pyrophosphat enthielt

in der Größenordnung von je 10", u, so daß die KaIkbindefähigkcit schon deutlich reduziert ist.

Das nach dem Stande der Technik hergestellte Produkt zeigt also gegenüber dem Ausgangsprodukt eine wesentlich verbesserte Lösungsgeschwindigkeit; die Hygroskopizität ist etwas reduziert, doch ist bereits ein deutlicher Kettenlängenabbau festzustellen.

Günstigere Ergebnisse zeigten die im Laboratorium erfindungsgemäß hergestellten Produkte I, II und III, Man sieht dabei eine deutliche Steigerung der Quaiitäl beim ständigen Mitverwenden von 5U¹' ο Rückgut. Ein Kettenlängenabbau findet nicht statt.

Noch besser ist die Qualität des in einer technischer Apparatur hergestellten Produktes V: Sowohl hinsichtlich der Lösungsgeschwindigkeit, wie auch dei Verringerung der Hygroskopizität schneidet diese; Produkt von allen am besten ab. Ein Kettenlängenabbau findet nicht statt.

Es konnte so gezeigt werden, daß das erfindungsge mäße Verfahren nicht nur zu einer wesentlichen Qua litätsverbesserung führt, sondern auch zu einer Ver ringerung der Betriebsschwierigkeiten.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung eines frei fließenden und rasch löslichen Alkaiipolyphosphatglases durch Aufbringung-von Wasser in Form von Flüssigkeit bzw. Dampf auf das feingemahlene Glas und anschließendes teilweises oder vollständiges Wegtrocknen des aufgebrachten Wassers mittels Heißluft, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasseraufbringen sowie das Wegtrocknen mehrmals hintereinander erfolgen, wobei jeweils maximal 2 Gewichtsprozent, vorzugsweise weniger als 1,6 Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf das Glasgewicht, aufgebracht werden und die Heißlufttemperatur zwischen 50 und 120° C, vorzugsweise zwischen 65 und 105 C liegt.