DE945664C - Process for the manufacture of weed killers containing chlorate with reduced fire hazard - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung von Chlorat enthaltenden Unkrautvertilgungsmitteln mit verringerter Feuergefährlichkeit Die Erfindung betrifft die Herstellung von amorphen, Chlorat enthaltenden Unkrautvertilgungsmitteln.Process for the manufacture of weed killers containing chlorate with reduced fire hazard The invention relates to the manufacture of amorphous weedkillers containing chlorate.

Es ist bekannt, Mischungen eines Alkali- oder Erdalkalichlorates mit einem anderen wasserlöslichen Salz, z. B. einem Borat, welches dazu dient, die Feuersgefahr zu verringern, welche immer mit der Verwendung von Chlorat allein verbunden ist, zur Unkrautvertilgung auf Eisenbahndämmen, Straßen, Gartenwegen u. dgl. zu verwenden.It is known to use mixtures of an alkali metal or alkaline earth metal chlorate another water soluble salt, e.g. B. a borate, which serves to reduce the risk of fire to reduce, which is always associated with the use of chlorate alone, to use for weed control on railway embankments, roads, garden paths and the like.

Um die Feuersgefahr auf ein Minimum zu verringern, ist es erforderlich, sicherzustellen, daß jedes Chloratteilchen in der trockenen Mischung mit einer ausreichenden Menge eines verdünnten Salzes zusammen vorliegt und daß keine Abscheidung von Chloratteilchen stattfindet. Darüber hinaus ist es, weil die Mischung üblicherweise in wäßriger Lösung angewendet wird, wünschenswert, daß die Bestandteile in einer Form vorliegen, die in Wasser schnell löslich ist und wobei die Auflösung eher exotherm als endotherm verläuft. Das auf den Feldern verwendete Wasser ist üblicherweise kalt, und daher ist eine weitere Kühlung auf Grund endothermer Auflösung ungeeignet, weil die Geschwindigkeit der Auflösung verlangsamt und die Konzentration der Lösung verringert wird.To reduce the risk of fire to a minimum, it is necessary to ensure that each chlorate particle in the dry mixture is mixed with a sufficient Amount of a dilute salt is present together and that no separation of chlorate particles takes place. In addition, it is because the mixture is usually aqueous Solution is applied, it is desirable that the ingredients are in a form which is rapidly soluble in water and whereby the dissolution is exothermic rather than endothermic runs. The water used in the fields is usually cold, and therefore further cooling due to endothermic dissolution is unsuitable because of the speed the dissolution is slowed down and the concentration of the solution is reduced.

Gemäß der Erfindung wurde festgestellt, daß feste Chlorat-Natriumborat-Gemische in einer solchen Form hergestellt werden können, daß sie sich in Wasser schnell lösen und konzentriertere Lösungen ergeben als die bisher verfügbaren Materialien. Die neuen Mittel entwickeln bei der Auflösung in Wasser Wärme. Des weiteren sind nicht nur die Bestandteile gleichmäßig durch das ganze Material verteilt, sondern sogar innerhalb eines jeden Teilchens ist dies der Fall, so daß keine Abscheidung stattfinden kann.According to the invention it was found that solid chlorate-sodium borate mixtures can be made in such a form that they can be immersed in water fast solve and result in more concentrated solutions than the materials previously available. The new agents develop heat when they dissolve in water. Furthermore are not only distribute the components evenly through the entire material, but this is the case even within each particle, so that there is no separation can take place.

In der Beschreibung und den Ansprüchen bedeutet »Chlorat« (außer wenn Natriumchlorat besonders erwähnt wird) ein Chlorat eines Alkalimetalls oder Erdalkalimetalls.In the description and claims, "chlorate" means (unless Sodium chlorate is specifically mentioned) a chlorate of an alkali metal or alkaline earth metal.

»Natriumborat« bedeutet irgendeines der bekannten Natriumborate, beispielsweise Borax, Natriummetaborat, Natriumpentaborat und jede Zusammensetzung oder Mischung dieser Substanzen mit Borsäure."Sodium borate" means any of the well-known sodium borates, for example Borax, sodium metaborate, sodium pentaborate and any composition or mixture these substances with boric acid.

Gemäß der Erfindung wird eine wäßrige Lösung eines Chlorates und eines Natriumborates in den gewünschten Anteilen bei einer mäßig erhöhten Temperatur in einen Strom heißer, relativ trockener Luft gesprüht. Die Sprühtröpfchen verlieren ihr Wasser durch Verdunstung, Erstarrung, und bei der bevorzugten Form der Erfindung werden sie nahezu auf Zimmertemperatur gekühlt, während sie noch von einem Luftstrom getragen werden und ehe sie auf die Wandungen des Behälters aufprallen. Jeder Tropfen bildet auf diese Weise ein im allgemeinen kugelförmiges Teilchen, welches jeden Bestandteil in dem Anteil enthält, wie er in der. Lösung vorhanden war.According to the invention, an aqueous solution of a chlorate and a Sodium borates in the desired proportions at a moderately elevated temperature in sprayed a stream of hot, relatively dry air. The spray droplets lose their water by evaporation, solidification, and in the preferred form of the invention they are cooled to near room temperature while they are still by a stream of air be worn and before they hit the walls of the container. Every drop thus forms a generally spherical particle which each Contains component in the proportion as it is in the. Solution was present.

Eine gleichmäßige amorphe Mischung aus Chlorat und Natriumborat in beliebigen Verhältnissen kann auf diese Weise hergestellt werden. Die bevorzugten Verhältnisse sind i Gewichtsteil Chlorat auf 1,5 bis 3 Gewichtsteile Natriumborat.A uniform amorphous mixture of chlorate and sodium borate in any proportions can be established in this way. The preferred Ratios are 1 part by weight of chlorate to 1.5 to 3 parts by weight of sodium borate.

Es ist bereits bekannt, feste Stoffe aus Lösungen durch Versprühen derselben in einen Heißluftstrom herzustellen. Die Anwendung dieses bekannten Verfahrens der Zerstäubungstrocknung. auf Lösungen, die gleichzeitig Chlorat und Natriumborat enthalten, im Sinne der Erfindung, wurde jedoch noch nicht vorgeschlagen. Dampft man nach dem Stande der Technik ein Gemisch von Chlorat und Borat zur Kristallisation ein, so erhält man ein verhältnismäßig grobes Kristallgemisch. Die Anwendung der Zerstäubungstrocknung auf derartige Lösungen führt jedoch zu einem amorphen, völlig gleichmäßigen Produkt, bei welchem jedes kleinste Chloratteüchen mit einer der Zusammensetzung der Lösung entsprechenden Menge von Borat vereinigt bzw. von diesem umhüllt ist, so daß jede Feuers- oder Explosionsgefahr mit Sicherheit ausgeschlossen ist.It is already known to remove solids from solutions by spraying them produce the same in a stream of hot air. The use of this known method spray drying. on solutions that contain both chlorate and sodium borate included, within the meaning of the invention, has not yet been proposed. Steams according to the prior art, a mixture of chlorate and borate for crystallization a relatively coarse crystal mixture is obtained. The application of the However, spray drying on such solutions leads to an amorphous, completely uniform product in which every smallest chlorate odor with one of the composition the amount of borate corresponding to the solution is combined or encased by this, so that any risk of fire or explosion is definitely excluded.

Bei einem bevorzugten Arbeitsverfahren wird eine konzentrierte wäßrige Lösung aus Natriumchlorat und Natriumborat durch die Schwerkraft von einem auf eine Temperatur von etwa 9o° erwärmten Zufuhrbehälter zu einer Sprühdüse, vorzugsweise einer Zentrifugaldüse zugeführt, von der aus sie in Form eines feinen Nebels in eine Sprühkammer gelangt. In diese Kammer wird Luft, die eine Erwärmungsvorrichtung durchlaufen hat, eingeführt. Die Luft, die geeigneterweise eine Temperatur von 5oo bis 550° aufweisen kann, trägt die festen Teilchen, die durch Verdampfung .des Nebels gebildet werden, in eine Abscheidevorrichtung, aus der die ausgefällten Teilchen durch einen Strom kalter Luft in eine zweite Abscheidevorrichtung. getragen werden können, in der das Produkt gesammelt wird.A preferred method of operation uses a concentrated aqueous Solution of sodium chlorate and sodium borate by gravity from one to one Temperature of about 9o ° heated feed container to a spray nozzle, preferably fed to a centrifugal nozzle, from which they in the form of a fine mist in a spray chamber arrives. In this chamber is air which is a heating device has passed through, introduced. The air, suitably at a temperature of 500 up to 550 °, carries the solid particles, which by evaporation of the mist are formed, in a separator, from which the precipitated particles by a stream of cold air into a second separator. be worn in which the product is collected.

Die folgende Tabelle führt besondere Ausgangsmaterialien an und Produkte, die daraus durch das Verfahren gemäß der Erfindung erhalten werden: Tabelle I @ II Beispiel @ In @ IV Heiße Lösung, hergestellt aus: NaC103 ........... 21,5 °/o 16,2 % 14,2% I?.o'@/o- Na2B407, r OHIO . . 36,8 28,6 - - Na2B407, 3 - 7, H20. ' _ - 8,o 7,6 Na2B508, 5 r320 ... - - 44,5 42,1 H3B03..'.......... 25,6 27,9 - - 1110 .............. 15,7 27,3 33,3 33,3 Zusammensetzung des Produktes NaC103 ........... 34,93% 28,2% 25,204 3490/0 Na20 ............. 10,45 9,9 11,8 10,2 B203.............. 46,97 53,3 53,0 46,2 H20 (errechnet) .... 7,65 8,6 10,0 8,7 Molverhältnis Na20 : B203 ....... 0,25 0,21 0,25 0,25 Offenbare Dichte :.. 0,52 c,63 - - Die Produkte der Beispiele i und 2 wurden durch Röntgenanalyse auf ihre Kristallstruktur hin untersucht. Beispiel l enthielt keine Kristalle, Beispiel 1I wies eine schwache Spur kristallines Natriumchlorat und kein kristallines Borat auf. Es wird angenommen, daß die gemäß der Erfindung hergestellten Produkte feste Lösungen sind.The following table lists particular starting materials and products obtained therefrom by the process according to the invention: Tabel I @ II example @ In @ IV Hot solution, made of: NaC103 ........... 21.5 ° / o 16.2% 14.2% I?.o'@/o- Na2B407, r OHIO. . 36.8 28.6 - - Na2B407, 3 - 7, H20. '_ - 8, o 7.6 Na2B508.5 r320 ... - - 44.5 42.1 H3B03 ..'.......... 25.6 27.9 - - 1110 .............. 15.7 27.3 33.3 33.3 composition of the product NaC103 ........... 34.93% 28.2% 25.204 3490/0 Na20 ............. 10.45 9.9 11.8 10.2 B203 .............. 46.97 53.3 53.0 46.2 H20 (calculated) .... 7.65 8.6 10.0 8.7 Molar ratio Na20: B203 .... ... 0 25 0.21 0, 25 0, 25 Apparent density: .. 0.52 c, 63 - - The products of Examples i and 2 were examined for their crystal structure by X-ray analysis. Example 1 contained no crystals, Example 1I had a faint trace of crystalline sodium chlorate and no crystalline borate. It is believed that the products made according to the invention are solid solutions.

Der nichtkristalline Charakter der aufgeführten typischen Materialien wird weiter offenbar durch ihre Neigung, bei erhöhten Temperaturen plastisch zu werden. Bei Zimmertemperaturen und wenn sie vor Feuchtigkeit geschützt werden, backen die beschriebenen Materialien nicht zusammen und sind auch sonst physikalisch und chemisch stabil. Sie neigen jedoch dazu, Wasser zu absorbieren, wenn sie der Atmosphäre ausgesetzt werden, und lösen sich sehr leicht sogar in einer verhältnismäßig geringen Wassermenge. So kann beispielsweise ein Produkt der im Beispiel III dargestellten Art schnell bei i5° unter Bewegung in Anteilen gelöst werden, die etwa o,i kg auf o,5 1 Wasser entsprechen, wobei eine übersättigte Lösung gebildet wird, die etwa 2 Tage lang klar verbleibt. Die Konzentration, die der üblichen Gleichgewichts-Sättigung entspricht, beträgt nur etwa o,oi kg auf o,5 1. Sogar bei sehr viel höheren Konzentrationen, wie etwa o,2 kg auf o,51, kann eine klare Lösung gebildet werden, wodurch angezeigt wird, daß eine stark übersättigte Lösung durch direkte Lösung der Bestandteile gebildet worden ist. Bei solchen Konzentrationen ist jedoch die Lösung nicht stabil wie sonst, und es bilden sich allmählich Boratkristalle. Trotz der begrenzten Stabilität derartig stark übersättigter Lösungen ist es jedoch von Zeit zu Zeit nützlich, daß man in der Lage ist, die in Frage stehenden Materialien in solchen hohen Konzentrationen direkt zu lösen, und die Möglichkeit einer solchen Lösung erleichtert die schnelle und günstige Herstellung weniger konzentrierter Lösungen.The non-crystalline character of the typical materials listed is further evident from their tendency to become plastic at elevated temperatures will. Bake at room temperature and when protected from moisture the materials described do not come together and are otherwise physical and chemically stable. However, they tend to absorb water when they enter the atmosphere are exposed, and dissolve very easily even at a relatively low level Amount of water. For example, a product can be that shown in Example III Art can be quickly dissolved at 15 ° with movement in proportions that weigh about 0.1 kg o, 5 1 water correspond, whereby a supersaturated solution is formed, which is about Remains clear for 2 days. The concentration that the usual equilibrium saturation corresponds to only about 0. oi kg to o.5 1. Even at much higher concentrations, such as 0.2 kg to 0.51, a clear solution can be formed, thereby indicating that a strongly supersaturated solution is formed by direct dissolution of the constituents has been. At such concentrations, however, the solution is not as stable as usual, and borate crystals are gradually formed. Such a thing despite the limited stability However, in highly supersaturated solutions it is useful from time to time to use is capable of the materials in question in such high concentrations to solve directly, and the possibility of such a solution facilitates the quick and cheap production of less concentrated solutions.

Wenn ein Gemisch der im Beispiel IV der Tabelle dargestellten Art in Wasser bei Zimmertemperatur in einer Konzentration von o,i kg auf 0,5 1 Wasser gelöst wird, wird ein Temperaturanstieg von etwa i° beobachtet. Andererseits erniedrigt die Lösung einer entsprechenden Mischung der ursprünglichen festen kristallinen Bestandteile, aus denen das Produkt hergestellt wurde und welche beispielsweise aus Natriumchlorat, calciniertem Borat und Natriumpentaborat in den in der Tabelle angeführten Anteilen bestehen kann, die Wassertemperatur um etwa 5°. Der Temperaturanstieg auf Grund der Lösung des neuen amorphen Produktes fördert in großem Ausmaß das Lösungsverfahren, im scharfen Gegensatz zu der störenden Temperaturverringerung, die durch Lösung der entsprechenden kristallinen Gemische verursacht wurde, welche bisher verfügbar waren. Es wird angenommen, daß die Fähigkeit der beschriebenen Produkte, in einer bemerkenswert hohen Konzentration und ohne bemerkbare Verringerung der Lösungstemperatur schnell in Lösung zu gehen, auf dem amorphen Zustand des Gemisches beruht, im Gegensatz zu den vorher verfügbaren kristallinen Materialien. Die größere Löslichkeit besitzt große praktische Bedeutung, wenn große Mengen konzentrierter Lösungen auf dem Felde herzustellen sind, wie es zur Unkrautvertilgung und Entlaubung von Pflanzen erforderlich ist.If a mixture of the type shown in Example IV of the table is dissolved in water at room temperature in a concentration of 0.1 kg to 0.5 l of water, a temperature increase of about 10 ° is observed. On the other hand, the solution of a corresponding mixture of the original solid crystalline constituents from which the product was made and which can consist, for example, of sodium chlorate, calcined borate and sodium pentaborate in the proportions given in the table, lowers the water temperature by about 5 °. The temperature rise due to the dissolution of the new amorphous product greatly promotes the dissolution process, in sharp contrast to the troublesome temperature decrease caused by the dissolution of the corresponding crystalline mixtures which were heretofore available. It is believed that the ability of the products described to rapidly dissolve at a remarkably high concentration and without any noticeable decrease in solution temperature is due to the amorphous state of the mixture, in contrast to the previously available crystalline materials. The greater solubility is of great practical importance when large quantities of concentrated solutions are to be prepared in the field, as is necessary for weed-killing and defoliation of plants.

Das Verfahren der Erfindung ergibt gute Ergebnisse mit Alkali- und Erdalkalimetallchloraten und mit jedem Natriumborat. Das Natriumborat kann als solches gelöst sein oder kann in der Ausgangslösung hergestellt werden, beispielsweise aus Borsäure und Natriumhydroxyd oder einem anderen Natriumborat.The method of the invention gives good results with alkali and Alkaline earth metal chlorates and with each sodium borate. The sodium borate can be used as such be dissolved or can be prepared in the starting solution, for example from Boric acid and sodium hydroxide or another sodium borate.

Gewünschtenfalls können andere wasserlösliche feste Bestandteile in der Ausgangslösung vorliegen, beispielsweise andere verdünnende feste Substanzen oder Unkrautvertilgungsmittel, vorausgesetzt, daß diese sich mit dem vorliegenden Chlorat und Borat vertragen.If desired, other water-soluble solid ingredients can be added the starting solution are present, for example other diluting solid substances or herbicides, provided that these are related to the present Tolerate chlorate and borate.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen amorphen Unkrautvertilgungsmittelgemischen, die ein Chlorat und ein Natriumborat mit oder ohne andere damit verträgliche wasserlösliche feste Substanzen enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Lösung der in den gewünschten Anteilen vorliegenden Bestandteile bei mäßig erhöhter Temperatur in einen Strom heißer Luft eingesprüht und verdampft wird. PATENT CLAIMS: i. Process for the preparation of essentially amorphous herbicide mixtures containing a chlorate and a sodium borate with or without other compatible water-soluble solid substances, characterized in that an aqueous solution of the components present in the desired proportions is sprayed into a stream of hot air at a moderately elevated temperature and is vaporized. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Teilchen, die bei der Verdunstung der Tröpfchen entstehen, von dem heißen Luftstrom in eine Abscheidevorrichtung getragen werden, aus der sie durch einen Strom kalter Luft in eine zweite Abscheidevorrichtung getragen und darin gesammelt werden. 2. The method according to claim i, characterized in that that the solid particles that are formed when the droplets evaporate from the hot air stream is carried into a separator, from which it passes through a stream of cold air is carried and collected in a second separator will. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösungsbestandteile Natriumchlorat und ein Natriumborat sind, wobei die Anteile i Gewichtsteil Natriumchlorat auf 1,5 bis 3 Gewichtsteile Natriumborat betragen. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 546 825; belgische Patentschrift Nr. 500 944, britische Patentschrift Nr. 477 586; Henglein, Grundriß der chemischen Technik, Verlag Chemie, 1949, S. 90.3. The method according to claim i or 2, characterized in that the components of the solution are sodium chlorate and a sodium borate, the proportions being i part by weight of sodium chlorate to 1.5 to 3 parts by weight of sodium borate. Cited publications: German Patent No. 546 825; Belgian Patent No. 500,944, British Patent No. 477 586; Henglein, plan of chemical technology, Verlag Chemie, 1949, p. 90.