DE762903C

DE762903C - Herstellung von Polyphosphaten

Info

Publication number: DE762903C
Application number: DEH140104D
Authority: DE
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1934-05-17
Filing date: 1934-05-17
Publication date: 1950-10-05

Description

Herstellung von Polyphosphaten Es ist bekannt, Polyphosphate, z. B. Natriumtetrapolyphosphat (NaBP4013), durch Zusammenschmelzen von Gemischen von Meta- und normalen Pyrophosphaten bei etwa 6oo bis 8oo° herzustellen. Dieses Verfahren hat -den Nachteil, däß mehrere Arbeitsgänge benötigt werden, nämlich i. die Gewinnung von Meta- und Pyrophosphat, 2. die Vermischungdieser Phosphate und 3. ihre Überführung in Polyphosphat. Außerdem sind Korrosionsschädi.gungen der Reaktionsgefäße sohwer -zu vermeiden. Die Anwendung niedrigerer Temperaturen ,ist nicht möglioh, da hierbei die Polyphosphatbildung unterbleibt.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, Produkte, deren wässerige Lösung eine Wasserstoifionenkonzentratioe zwischen der -einer Lösung von Pyrophosphaten und M@taphosphaten aufweist, dadurch zu gewinnen, daß man etwa Mono- und Dinatriumphosphat oder Orthophosphorsäure mit Soda- zum Schmelzen erhitzt und- dann' räsch'-abkühlt. Von einer Schmelze eines - derartigen »Produktes werden jedoch alle üblichen Werkstoffe derart angegriffen, daß - @die@' Durchführung dieses Verfahrens auf große Schwierigkeiten stößt.
Es wurde gefunden, daß man zur Gewinnung von Polyphosphaten keineswegs im Schmelzfluß arbeiten muß, daß man vielmehr in einfacher Weise unmittelliär au's Gemischen von Mono- und Diorthophosphaten-oder-diese Verbindungen bildenden Aüsgängsstofferi bei Temperaturen unterhalb:;des=-Schirielzpunktes Polyphosphate gewinnen .kann. Die Reaktionen lassen sich bei Temperaturen oberhalb 300° durchführen; in der Regel hält man eine E.rhitzvn&stemperatur ein, die unmittelbar unterhalb der Sinterurigsgrenze des Polyphosphates liegt. Die Reaktionsgefäße können hierbei aus bekannten widerstandsfähigen Werkstoffen bestehen, z. B. aus Schamotte- oder Tonerdesteinen. Zur Gewinnung von Alkalipolyphosphaten ver,.cendet man z. B. Temperaturen von etwa höchstens 55o°, wodurch Korrosionsschädigungen der Reaktionsgefäße leicht vermieden werden können. Bei den Alkalisalzen läßt sich das Ende der Reaktion daran erkennen, daß die Produkte vollkommen wasserlöslich sind. Man erhält sehr gut mahlfähige kalzinierte Produkte.
Erfindungsgemäß werden z. B. aus Gemischen von Mono- und Dinatriumphosphaten nach den Formeln ' ' -.f a NaYHPO, .+ NaH,P04 -> hTa517301o + 2 H20 oder 2 Na2HP04- 2-1VaH.P04 --> NagP4013 _ _ + 3H20 Natriumpolyphosphate erhalten. Das Mischungsverhältnis zwischen Mono- und Dinatriumphosphat kann hierbei beliebig sein.
Ein besonderer Vorteil des neuen Verfah- rens besteht darin, daß man zur Herstellung der Polyphosphate nicht nur .Gemische der Mono- und Diorthophosphate, sondern auch Gemische -der Phosphorsäure mit Diortho-.phosphaten-benutzen kann. Das Gemisch wird zunächst bis zur Trockne eingedampft und dann, wie oben beschrieben, unterhalb des Schmelzpunktes -in Polyphosphat umgewandelt. Die Umsetzungen gehen dann im Ganzen nach folgendem Schema vor sich: 113P04 + 5 l\Ta_,HP04-@ a @a5@301o + 4 H-0. oder 113P04 + 3 Na2HP04 --> Na"p4013 + 3 H20 Als Zwischenprodukt kann die Verbindung Na3H3 (P04)2 auftreten, die bekanntlich aus den Ausgangsstoffen durch gelindes Erhitzen zu gewinnen ist. Diese Verbindung geht bei Benutzung der erfindungsgemäß angewandten Temperaturen nach.der Formel .# Na.H3 (P04)2'-> NagP4013 + 3 1120 .in das Natriumpolyphosphat NasP4013 über und kann ebenfalls zu dessen Herstellung verwendet werden.
. Weiterhin ist als Ausgangsmaterial Phosphorsäure auch allein verwendbar, indem man -von Gemischen . der. Phosphorsäure mit Verbindungen wie Hydroxyden, Carbonaten u. dgl. ausgeht, , aus, deren,. Mono- und Diorthophosp`hate_,entstehen.'.Die-Gesamtbilanz der Umseltzungeng#s altet-sich z. B. folgendermaßen: 3 I-I3p04 + 5 NaOH ->- Na5P301,1 7 H20 bzw.
q. 113P04 + 6 i\?aOH --> NaEP401s + 9 H20 ' oder 6 113P04 -!- 5 Na2C03 --:- 2 '1,Ta5P301o ` + 5 CO. + g H20 bzw. .
4 113P04 + 3 Na@C03 --- i%,TasP4013 +3C02+6H.a Hierbei kann als Zwischenprodukt ebenfalls das Orthophosphat Na3H3 (P04)2 auftreten. Außer den genannten Kombinationen können auch andere verwendet werden, z. B.Mischungen von Metallhydroxyden bzw. -carbonaten und Mono- bzw. Diorthophosphaten mit oder ohne Zusatz von Phosphorsäure.
Bei Verwendung von Phosphorsäure kann man entweder von handelsüblicher oder von entwässerter Phosphorsäure bzw. dem entwässerten Gemisch von Phosphorsäure mit Salzen ausgehen. Die Entwässerung der Phosphorsäure und die Erhitzung ihrer Gemische zwecks Überführung in Polyphosphate kann in einem einzigen Arbeitsgang erfolgen. Dies kann z. B. in der Art ausgeführt werden, da8 die Entwässerung in -einer Trockentrommel bei niederen Temperaturen, die Polyphosphat-, darstellung in einer anschließenden Kalziniertrommel erfolgt.
An Stelle von Phosphorsäure kann man auch Phosphorpentoxyd verwenden, das mit Diorthophosphaten,@Alkalien oder Carbonaten z. B. wie folgt reagiert: P205 + 6 Na2HPO4 --- >- z NaBP4013 + 3 H20 3 P205 + io :.a011 --> 2 Na5P301o + 5 H20 oder 2 P205 + 3 NarC03 -> NasP4013 + 3 C02 Zur rascheren Durchführung der Reaktion leistet ein Erhitzen unter vermindertem Druck gute Dienste.
In besonderen Fällen kann man zur Erzeugung von Polyphosphaten mit besonderen Eigenschaften auch die entsprechenden Erdalkalisalze, z. B. Mono- bzw. Dica.lciumphosphat oder Calciumcarbonat, mitverwenden. Dabei erhält man nur beschränkt lösliche calciumhaltige Natriumpolyphosphate, die sich sowohl als Scheuermittel als auch als alkalisch wirkende Reinigungsmittel eignen.
Die nach dem neuen Verfahren gewonnenen Polyphosphate können z. B. bei der Wasserenthärtung oder zur Herstellung von Wasch-und Reinigungsmitteln verwendet werden.
Beispiele: i. Herstellung des Natriumpolyphospliats Na. P010 Ein Gemisch von 358eilen Dinatriumphosphat von der Formel Nag HP04 - i2 H20 und 69. Teilen Mononatriumphosphat von der Formel NaH2 PÖ4 # i H20 wird bei einer Temperatur zwischen.45o und 500° so lange erhitzt, bis.ein völlig klarwasserlösliches Produkt entsteht. An Stelle des angegebenen Dinatriumphosphats können auch 178 Teile NazHP04 - z H20 angewandt werden.
Zu demselben Polyphosphat kann man auch gelangen, durch Erhitzen eines Gemisches von 682 Teilen 86,2o/oiger Phosphorsäure und 535 Teilen 99%iger kalzinierter Soda. Das rohe Gemisch wird vor der Umsetzung zum,Polyphosphat bei niederen Temperaturen vorentwässert und dann unmittelbar anschließend den obengenannten Temperaturen unterworfen.
z. Herstellung -des Natriumpolyphosphates Na. P4 Ols lvfan .vermischt 358 Teile Nag HP04 -12H20 oder 178 Teile NZHPO - 2H20 mit 138 Teilen NaH,P04M i H20 und erhitzt das Gemenge langsam auf eine Temperatur von 45o bis 5oo°. Man' erhält ein völlig wasserlösliches kalziniertes Produkt.
Dasselbe Polyphosphat erhält man. auch durch Verwendung einer Mischuni von 9io Teilen Phosphorsäure und ,642 Teilen kalzinierter Soda.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Poly-.phosphaten, insbesondere Alkalipolyphosph atenundvorzugsweiseNatriumpolyphosphat,dadurch gekennzeichnet, daB man Gemische entsprechender Mono- und Dio.rthophosphate oder Bildungsgemische dieser, gegebenenfalls nach Vorkalzinierung auf Temperaturen über 300°, aber unterhalb des Schmelzpunktes der -Mischungen, erhitzt.-Zur-Abgrenzung des Erfindungsgegenstands. vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden Britische Patentschrift Nr. 378 345-