-
Verfahren zum Umkristallisieren von Melamin Für die meisten Anforderungen
der Technik ist das bei der Fabrikation anfallende Rohmelamin zu wenig rein. Das
Umkristallisieren aus Wasser kam bisher wegen der geringen Löslichkeit des Melamins
nur für die laboratoriumsmäßige, nicht aber für die großtechnische Reinigung in
Betracht. Da die Löslichkeit des Melamins in Wasser von gewöhnlicher Temperatur
nur etwa 1/3oo und in siedendem Wasser etwa 1/3o des Gewichts der verwendeten Wassermenge
beträgt, müßten beispielsweise zum Umkristallisieren von io kg Melamin rund 300
1 Wasser auf Siedetemperatur erhitzt werden, wozu neben großen Apparaturen ein ganz
beträchtlicher Wärmeaufwand notwendig wäre, wodurch das Verfahren zu umständlich
und unwirtschaftlich würde.
-
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zum Umkristallisieren
von Melamin, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die melaminhaltigen Stoffe
in geschlossenem Gefäß mittels Wasser von über ioo° in Lösung gebracht weorden und
aus den so erhaltenen Lösungen das Melamin durch Abkühlenlassen, gegebenenfalls
nach vorheriger Druckfiltration, ausgeschieden wird.
-
Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Löslichkeit des Melamins in Wasser
bei ioo° unter Druck unerwartet rasch ansteigt und z. B. bei i8o° etwa 1/4 und mehr
.des Gewichtes des verwendeten Wassers oder mehr als das 7fache der Löslichkeit
in siedendem Wasser beträgt. Dadurch wird es möglich, beim Umkristallisieren von
z. B. io kg Melamin statt wie oben mit 300 1 Wasser, hier schon mit 40 1 auszukommen.
Die Möglichkeit, zum Umkristallisieren des Melamins aus Wasser derart hohe Temperaturen
anwenden zu können, ist um so überraschender, als
zu befürchten
war, daß das Melamin einer solch massiven Behandlung nicht standhalten und in größerer
Menge zu Ammelin, Ammelid - oder Cyanursäure abgebaut würde. Dies trifft nur bei
zweckmäßiger Arbeitsweise nicht zu. Durch geeignete Regelung der Temperatur und
der Behandlungsdauer sowie gegebenenfalls durch Mitverwendung von Stoffen, welche,
wie z. B. Ammoniak, einer solchen Zersetzung entgegenwirken, kann der Abbau weitgehend
vermieden werden. So kann beispielsweise bei einstündiger oder längerer Einwirkung
eine Temperatur von i5o° und bei sehr kurzer Behandlungsdauer sogar eine solche
von 2000 und mehr angewandt werden, ohne.daß beträchtliche Verluste durch Zersetzung
eintreten.
-
Erfindungsgemäß kommen Temperaturen über 100° in Frage. Für die praktische
Durchführung des Verfahrens haben sich aber Temperaturen von 140 bis 2,2.o°, vorzugsweise
solche von i5o bis 18o°, als besonders geeignet erwiesen.
-
Die praktische Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt
am einfachsten so, daß man Rohmelamin mit der nötigen Menge Wasser in einem Druckgefäß
unter ständigem Rühren erhitzt, bis Lösung eingetreten ist. Dann wird durch ein
Druckfilter filtriert, wobei gegebenenfalls in an sich bekannter Weise Filtrierhilfsstoffe,
wie Diatomeenerde oder Kohle, mitverwendet werden. Hierauf läßt man in der Vorlage,
vorteilhaft unter Rühren, abkühlen und trennt schließlich -das auskristallisierte
Melamin in bekannter Weise von der Mutterlauge ab, wäscht und .trocknet: . _ Man
kann aber auch so verfahren, daß man die Lösung des kohmelamins ohne Rühren sich
abkühlen läßt. Man erhält in .diesem Falle so grobe Melaminkristalle, daß sich der
größte Teil der feinen, wasserunlöslichen Verunreinigungen leicht durch Dekantieren
mit Wasser von den Kristallen entfernen läßt.
-
Es ist auch möglich, das Umkristallisieren kontinuierlich vorzunehmen,
indem beispielsweise das Rohmelamin mit der notwendigen Menge Wasser unter Rühren
durch ein beheiztes Gefäß gepreßt wird, wobei sich das Melamin löst, und dann die
Lösung, -gegebenenfalls durch ein Druckfilter, kontinuierlich abgeblasen wird.
-
Das Verfahren kann, wenn erwünscht, mit bekannten Reinigungsmethoden
für Melamin -kombiniert werden. So. kann das Melamin beispielsweise vorher oder
nachträglich mit Wasser oder wässerigen Alkalien gewaschen werden, gegebenenfalls
unter Mitverwendung von anderen Stoffen, welche Verunreinigungen des Melamins in
Lösung zu halten vermögen. Als derartige Stoffe kommen z. B. schwache organische,
insbesondere Oxysäuren, wie Wein-, Zitronen- oder Glucuronsäure, vorzugsweise in
Form ihrer Alkalisalze, ferner Polyoxyverbindungen, wie Glycerin oder Mannit, in
Betracht. Diese Stoffe, übrigens auch die Alkalien, können selbstverständlich in
einer beliebigen, geeigneten Stufe des vorliegenden Verfahrens zugesetzt werden.
-
Das Verfahren kann in-einfacher Weise direkt mit der Herstellung des
Melamins verbunden werden, indem das gebildete Rohmelamin im gleichen Gefäß, in
dem es anfällt, der erfindungsgemäßen Behandlung unterworfen wird.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt keine umfangreichen Apparaturen,
vermeidet die großen Verluste an Melamin, die durch die Anwendung großer Mengen
Wasser verursacht werden, und bietet daher den Vorteil großer Einfachheit und Wirtschaftlichkeit.
-
Ein besonderer Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß gegebenenfalls
vorhandenes, von der Herstellung des Melamins herrührendes Eisen, welches die gelbe
Färbung des Melamins verursacht und für die ,weitere Verarbeitung störend wirkt,
auf diesem Wege praktisch vollständig entfernt wird. Dadurch wird es möglich, auch
bei Anwendung von billigen Rohstoffen und Apparaturen ein weißes Melamin mit weniger
als 0,05 %o Eisengehalt zu erhalten, während bisher zu diesem Zweck nur praktisch
eisenfreie Roh-und Hilfsstoffe und nichtrostende Apparaturen ver-,vendet werden
mußten.
-
Die nachfolgenden Beispiele sollen nun den Gegenstand der vorliegenden
Erfindung näher erläutern, ohne deren Umfang auf die in den Beispielen beschriebenen
Ausführungsformen zu beschränken. Im Rahmen der Erfindung können selbstverständlich
auch andere Ausführungsformen zur Anwendung gelangen. Beispiel i In einem emaillierten
Druckgefäß von iooo #7olumteilen Inhalt werden Zoo Gewichtsteile Melamin mit einem
Gehalt an Reinmelamin von 92,30/0 und 6oo Gewichtsteile Wasser unter Rühren auf
i8o° erhitzt und dann 3/4 Stunden unter Rühren und hierauf noch 1/4 Stunde bei abgestelltem
Rührer auf dieser Temperatur gehalten. Dann läßt man erkalten und erhält schließlich
einen sehr grobsandigen Kristallbrei, dessen Kristallkörner bis 2o mm lang werden
können und von welchem die darüberstehende, schwach ammoniakalische Flüssigkeit
durch Dekantation entfernt wird. Zur Entfernung des die unlöslichen Verunreinigungen
enthaltenden Schlammes wird nun der Kristallbrei so oft mit Wasser aufgewirbelt
und die entstehende trübe Flüssigkeit jeweils abgegossen, bis klares Wasser abfließt.
Dann werden die Kristalle 2 Stunden bei i io° getrocknet. Man erhält 163 Gewichtsteile
eines 95%igen Melarnins, was 81,5 % des verwendeten Rohmelamins bzw., als Reinmelamin
berechnet, etwa 83,8% des im Rohmelamin enthaltenden Reinmelamins entspricht.
-
Wird das umkristallisierte Produkt mit der doppelten Menge o,8%iger
Natronlauge ausgerührt, laugenfrei gewaschen und getrocknet, so erhält man ein Melamin
mit einem Reingehalt von 99"501(). Beispiele In einem Druckgefäß von iooo Volumteilen
Inhalt werden i2o Gewichtsteile 92%iges Melamin zusammen mit 68o Gewichtsteilen
Wasser unter
Rühren auf 1500 erhitzt und während 1 Stunde
auf dieser Temperatur gehalten. Hierauf wird bei abgestelltem Rührer erkalten gelassen
und der schließlich erhaltene grobkörnige Kristallbrei nach den Angaben des Beispiels
weiterverarbeitet. Ausbeute und Reinheitsgrad des so umkristallisierten Melamins
entsprechen denjenigen des Beispiels i.
-
Beispiel 3 In einem Druckgefäß mit angeschlossenem Druckfilter werden
Zoo Gewichtsteile eines Rohmelamins mit einem Melamingehalt von 9.2 % und einem
Eisengehalt von etwa 0,3 0/0o zusammen mit i ooo Gewichtsteilen Wasser im
Laufe von 12 Minuten auf 18o° erhitzt. Die erhaltene Melaminlösung wird nun mit
komprimierter Luft durch das Druckfilter gedrückt, welches auf einer Gewebe-Papier-Lage
eine dünne Schicht Filtererde enthält und auf einer Temperatur von 170' gehalten
wird, und in der Vorlage erkalten; gelassen. Der dabei entstehende feine Kristallbrei
wird nun von den Mutterlaugen .durch Auswaschen völlig befreit und dann getrocknet.
Man erhält 164 Gewichtsteile eines 95%igen Melamins, was einer Ausbeute von 82 %
des verwendeten kohmelamins oder, berechnet äls Reimelamin., einer solchen von etwa
84,6% des im Rohmelamin vorhandenen Reinmelamins entspricht.
-
Wird das so erhaltene 95%ige Melamin noch mit o,8%iger Natronlauge
i Stunde gerührt, abgenutscht, laugenfrei gewaschen und dann bei i io° getrocknet,
so wird ein Produkt mit einem Melamingehalt von 97,40/a und einem Eisengehalt von
ungefähr o,oo5 0/0o erhalten.
-
Beispiel 4 450o Gewichtsteile Rohmelamin mit einem Melamingehalt von
92% und einem Eisengehalt von o,32%o werden in einem Druckgefäß mit 1o 50o Volumteilen
Wasser auf rund 18o' C erhitzt. Die erhaltene Lösung wird durch eine Filterpresse
gedrückt und unter teilweisem Öffnen des Entleerungshahns in eine offene Vorlage
gespritzt.
-
Man erhält einen weißen Kristallbrei, der mit Natronlauge bei pH 12
bis 13 1 Stunde ausgerührt, dann alkalifrei gewaschen, getrocknet und gemahlen wird.
Das gereinigte Melamin, über 95 0/a der Theorie, hat einen Melamingehalt von rund
98,5% und einen Eisengehalt von etwa 0,0050100. Es ist schneeweiß und löst sich
in Wasser und Formaldehyd klar auf.
-
Wird die obengenannte Behandlung mit Natronlauge am Rohmelamin, d.
h. vor dem Umkristallisieren, vorgenommen, so erhält man beirrt nachfolgenden erfindungsgemäßen
Umkristallisieren einen Kristallbrei, der nach dem Entwässern ein schneeweißes,
völlig Wasser- und formaldehydlösliches und wie oben praktisch eisenfreies Endprodukt
mit einem Melamingehalt von etwa 99,4% liefert.