DE1442992A1 - Verfahren zur Herstellung von grobkoernigen Natriumdi- und triphosphaten von leichtem Schuettgewicht - Google Patents

Description

Chemische Fabrik Budenheim _^_-«-—^^-; · ' 30.· Mai 196; Rudolf, A. Oetker *~~·~*"~~* " ' P^r* ^Kr'/^Wt-

Budenhe^m / Rhein λ T*\|

"Verfahren zur Herstellung von grobkörnigen Natriumdi- und -trlphosphaten von leichtem SchüttgewJL^t"

In zunehmendem Maße werden Wasch- und Reinigungsmittel in der Weise hex gestellt, daß flüssige oder pastenförmige Tenside auf voluminöse Phosphate, gegebenenfalls gemischt mit anderen mineralischen Trägerstoffen, aufgesprüht werden, wobei die Tenside an die Oberfläche dieser Phosphat bzw. Mineralstoffe gebunden werden, so daß ein trockenes, rieselndes Pulver entsteht. Die voluminösen Phosphate werden auf dem Sprühtrocknungswege gewonnen, indem Lösungen von Monophosphaten (früher Orthophos phate genannt) in einem Sprühtrockner calciniert und anschließend im gleichen Apparat oder aber in einem nachgeschalteten zweiten Apparat durch Erhitzen auf höhere Temperaturen in Diphosphate (früher Pyrophosphate genannt) und Triphosphate (früher auch Tripolyphosphate genannt) überführt werden. Diese voluminösen Di- oder Triphosphate bestehen aus kleinen Kugeln mit mittleren Korndurchmeasern von maximal 0,6 - 0,7 mm oder aus Kugelbruchstücken oder auch kleinen ziemlich zerbrechlichen Aggregationen von solchen, wobei die Korngrößenverteilung meist recht ungleichmäßig ist. Weiterhin wurden verhältnismäßig schwere, grobkörnige Produkte schon hergestellt durch Brechen und grobes Aussleben von auf der Walze calcinierten Monophosphaten oder daraus hergestellten Di- und Triphosphaten, wobei jedoch dichte Brocken ohne innere Oberfläche entstehen. Bei einem weiteren bekannten Verfahren, bei dem Wasser einem Monophosphatcalcinat in einem mit Rührorganen versehenen Muldenmischer zugesetzt wird, entstehen ebenfalls schwere, grobkörnige Produkte ohne innere Oberflächen. Gleichmäßig grobkörnige und dabei voluminöse Phospha te konnten bisher noch nicht hergestellt werden. Gerade für die Herstellung von Waschmitteln nach dem Aufsprüh- und Sprühmischverfahren eignen sich jedoch solche grobkörnigen Produkte mit großer innerer Oberfläche

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3Bonders gut, da sie ein trockenes, rieselndes und grobkörniges Endproiikt ergeben.

β wurde nun gefunden, daß grobkörnige Natriumdi- und/oder -triphosphate on.ηJedrigem Schüttgewicht in der Weise hergestellt werden können, daß einkörniges Natriumraonophosphat mit einem Na₂O:3?2Oc-Verhältnis ^{von 1}»5-i1 unter rascher, jedoch schonender Relativbewegung der Einzelteilchen dt 4 bis 30, vorzugsweise 7 - 20%, Wasser bedüet werden^ wobei dar mitt .ere Tropfendurchmesser höchstens 0,3» vorzugsweise 0,2 mm, betragen joll und dieses Produkt unter ständiger, aber schonender Bewegung auf Temperaturen zwischen 250 und 550° erhitzt wird, wobei die Höchsttempera bur in jedem Falle unterhalb des Schmelzpunktes liegen muß. Unter Alkali Ii- bzw* -triphosphaten mit geringem Schüttgewicht werden hier solche verstanden, die ein lose gemessenes Schüttgewicht von weniger als 600 g/ vorzugsweise weniger als 500 g/l, aufweisen.

Bei diesem Verfahren bilden sich in der ersten Stufe aus den feinen Einzelpartikeln unregelmäßig geformte, durch Kristallbrücken gebundene grobe Aggregate, die in der zweiten Verfahrensstufe unter Abgabe des Lösungs- und Konstitutionswassers sich weiter verfestigen und dabei in Di- und Triphosphat übergehen·. Hierbei entstehen durch den Wasseraustritt weitere Hohlräume, wobei die Verfestigung zu außerordentlich stabilen, schwammförmig-porösen Aggregaten erfolgt, die makroskopisch etwa kugeligen Gebilden gleichkommen, bei der Vergrößerung jedoch recht unterschied liehe, wenn auch verhältnismäßig geschlossene Formen erkennen lassen.

Voraussetzung für die Durchführung des Verfahrens ist das Vorliegen des als Ausgangsstoff verwendeten Monophosphates in feinkörniger Form. Die Einzelteilchen sollten zum mindesten zu 90% Korndur3.imesser kleiner als 0,3 nun und zum mindesten zu 50% Korndurchmesser kleiner als 0,1 mm aufweisen.' Es kann sich bei diesen Monophosphaten um Sprühealcinate handelr bei denen die Art der Verdüsung oder der Nachbehandlung Einzelteilchen so geringen Durchmessers entstehen läßt. Es kann aber auch ein Walzen-

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ialcinat durch Mahlen auf diese Feinheit gebracht werden. Bin gröberes Corn im" Ausgangsmaterial macht das Endprodukt schwerer und außerdem .angsamer löslich.

7ird jedoch ein im Sprühtrockner, insbesondere bei Versprühung mit Ein-3toffdüsen gewonnenes, aus noch vorwiegend intakten Hohlkugeln beste-Lendes Calcinat verwendet, dann kann der Durchmesser der Einzelteilchen tuch über den vorstehend genannten Grenzen liegen, da die Lösungsgeichwindigkeit dann nicht nachteilig beeinflußt wird. Die Teilchengröße :ann dann im Durchschnitt etwa zwischen 0,05 und 0,5 min, vorzugsweise ),1 und 0,3 nun» liegen, wobei jedoch auch Einzelteilchen bis 0,7 mm rorkommen können. Die Kugeln werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu sehr raschlöslichen großen Aggregationen aufgebaut, die eine .ußerordentlich günstige Adsorptibnsfahigkeit gegenüber Tensiden und mderen Flüssigkeiten aufweisen und besonders voluminös sind. In diesen fällen sind auch noch Korngrößen bis 2,5 mm im Endprodukt von praktischem Interesse.

e nach dem Ua^O:PpOc-Verhältnis sowie Dauer und Höchsttemperatur der facherhitzung entstehen Di- oder Triphosphate unterschiedlicher Absätigungsstufen oder Gemische dieser. Man kann gegebenenfalls einen Teil es als Ausgangsstoff eingesetzten Monophosphates durch feinkörniges i- oder Triphosphat ersetzen, etwa in der Form, daß ausgesiebte Fein-.nteile des Endproduktes als Rückgut mit eingesetzt werden, was verfahenstechnische Vorteile bringt. Man kann mit dem Zusatz von Di- oder riphosphat bis auf ca. 80$ gehen, wird jedoch schon aus Kalkulationsründen mit dem'Zusatz der kondensierten Phosphate meist unter 50$ leiben. Grundsätzlich kann das Verfahren auch so durchgeführt werden, aß Natriumdi- oder -triphosphate in feinkörniger Form in der erfintngsgemäßen Weise mit Wasser besprüht werden und das Besprühungspro- ;kt einer Nacherhitzung unterworfen wird. Bei diesem Verfahren ist je-)ch die Aggregation nicht so stabil und es verbleiben mehr Feinanteile

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tn Produkt, ganz abgesenen davon, daß eine solche Ausführungsform un- . irtschaftlieh ist. Anstelle der calcinierten Phosphate können teilweieauch Hydrate niedriger Hydratationsstufe eingesetzt werden.

de Menge des aufgesprühten Wassers soll 4 bis 30, vorzugsweise 7 bis '.Ofo Wasser, auf das Ausgangsphosphat gerechnet, betragen. Zu niedriger · Wasseranteil gibt zu wenige und zu kleine Aggregationen, zu hoher Wasseranteil gibt größere Klumpen. Eine sehr feine Vernebelung des Wassers ist von Vorteil; auf jeden Pail soll die mittlere Tropfengröße höchstens 0,3 mm, vorzugsweise höchstens 0,2 mm, betragen. Es ist wesent-Lich, da.s Wasser in feiner Verteilung, jedoch in flüssiger Form auf das Phosphat aufzubringen. Zu große Tropfen führen zu schwereren und dichteren Aggregaten mit geringer innerer Oberfläche. Die Aufbringung des Wassers in Dampfform liefert ebenfalls schlechtere Ergebnisse; die Aggregate sind wesentlich kleiner und schwächer gebunden. Je geeigneter die Besprühungsapparatur ist, um so größere Ausbeuten an gleichmäßig gekörntem Material erhält man mit verhältnismäßig niedrigen Wassermengen.

Anstelle von Wasser kann vorteilhafterweise auch eine Lösung von Alkalimonophosphat aufgesprüht werden, wobei auch höhere Konzentrationen an- · wendbar sind, wie z.B. eine Schmelze von Na₂HPO,·12 H₂O im eigenen Kri- · stallwasser. Abgesehen von Energieeinsparungen zeigen die Lösungen der Monophosphate eine besonders gute Agglomeration durch die rasche Ausbildung von Kristallbrücken. Auch bei der nachfolgenden Erhitzung zur Überführung in kondensiertes Phosphat ist ein solches, mit einer Lösung besprühtes Produkt besser, zu handhaben. Weiterhin eignen sich für den c-rfindungsgemäßen Zweck Lösungen kondensierter Phosphate, insbesondere von Di- oder Triphosphaten, ebenso Mono- oder Polyphosphorsäure. Das Na₂O:P₂Oc-Verhältnis kann dabei beliebig gewählt werden; in jedem Falle muß es-auf das zu besprühende Substrat so eingestellt sein, daß im 7',ü!produkt das gewünschte Na₂OiP₂0^-Verhältnis vorliegt.

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Ein Teil des Natrium kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch Ki lium ersetzt werden. Das Kalium kann bereits im Substrat - etwa als Ki lium-Natriummonophosphat ·* enthalten sein, es kann aber auoh mit der Aufsprühlösung eingeführt werden. Der Erhöhung des Kaliumanteils sind durch die hygroskopischen Eigenschaften der reinen Kaliumdi- und -triphosphate Grenzen gesetzt. Ein Ersatz von wesentlich mehr als 60 Mol$ des Na₂O durch KpO ist daher nicht möglich, wenn hygroskopische Produk te vermieden werden sollen.

Es wurde weiterhin gefunden, daß es bei dem erfindungsgemäßen Verfahre von besonderem Vorteil ist, wenn vor der Erhitzung eine Siebung durchgeführt wird, wobei insbesondere die au groben Anteile, die beim Aufsprühvorgang zu einem kleineren Teil gebildet werden, abgetrennt werde: Auch eine Abtrennung der nach dem Aufsprühen verbliebenen Feinanteile kann von Vorteil sein. Die Grobanteile können einer Mahlung oder Zwang* siebung unterworfen werden, worauf sie wieder dem Ausgangsmaterial zugesetzt, gegebenenfalls auch der zweiten Verfahrensstufe zugeführt werden können. Das Fertigprodukt braucht bei Durchführung der Vorsiebung dann meist nicht mehr nachgesiebt zu werden? das Endschüttgewicht ist bei dieser Verfahrensweise niedriger als ohne Vorsiebung, der Anteil der gewünschten Körnung, auf die Menge dea Ausgangsmaterials gerechnet, ist höher. Die Feinstanteile werden zweckmäßigerweise mit einem Sieb mit 0,3 oder 0,4 mm Maschenweite, die Grobanteile mindestens mit einem Sieb mit Q.,75 Maschenweite, vorzugsweise aber einem Sieb mit 1,5 oder 2 mm Maschenweite, herausgenommen, wobei sich dann mittlere Korndurchmesser von 1,2 bis ca. 1,6 mm ergeben.

Man wird im allgemeinen - insbesondere bei kontinuierlicher Arbeitsweise - die Erhitzung im Anschluß an die Besprühung vornehmen. Qualitativ bringt eine gewisse Lagerungs- und Reifezeit des besprühten Materials vor der Erhitzung jedoch Vorteile: Wenn-man das besprühte Material vor dem Erhitzen einige Stunden oder über Nacht - im allgemeinen zwischen

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einer und 24 Stunden - ruhen läßt, ist das Schüttgewicht des Endproduktes niedriger als dann, wenn das frisch besprühte Material erhitzt wire

Die Besprühung kann in verschiedenen Apparaten vorgenommen werden. Voraussetzung ist, daß die Einzelteilchen dabei rasche, aber schonende Relativbewegungen ausführen, d.h.' daß sie ihre gegenseitige Lage rasch und ständig ändern, ohne dabei aber einem stärkeren Druck, einer stärkeren Pressung oder Reibung ausgesetzt zu werden, damit die bei der Be sprühung sich bildenden Aggregationen einerseits nicht zu dichten Gebilden komprimiert und andererseits auch nicht wieder zu Peinanteilen zerrieben werden. Am besten eignen sich Vorrichtungen, die keine relativ bewegten Mischorgane enthalten, d.h. keine solchen, die unabhängig vom Behälter bewegt werden. Mischapparaturen mit rasch laufenden, schlagenden oder pressenden Mischwerkzeugen eignen sich nicht für den erfindungsgemäßen Zweck. Man kann die Besprühung dagegen mit gutem Erfolg in Drehrohren bzw. Drehtrommeln ausführen, wie z.B. mit der konisch ausgebildeten Sprühmischtrommel nach der deutschen Patentanmeldung C 23 451 IVa/i2g, die aus einer Reaktionstrommel besteht, die im Ganzen die Form eines doppelten Kegels mit gemeinsamem Grundkreis aufweist _f der um die Kegelachse rotiert und in derem Innern Einbauten angeordnet sind, die bei jeder Umdrehung der Trommel das Gut wieder in Richtung auf die beiden Kegelspitzen bewegen, sowie an der einen Kegel spitze eine Öffnung zum Eindüsen einer Flüssigkeit, an der anderen Kegelspitze gegebenenfalls eine öffnung zum Abführen von Staub und gegebenenfalls am gemeinsamen Grundkreis der beiden Kegel eine verschließbare öffnung für Beschickung und Entleerung aufweist. Am günstigsten sind solche Apparaturen, bei denen die Schichthöhe des Materials gerin ist und dasselbe infolgedessen nicht durch darüberliegende Materialschichten gepreßt wird. Infolgedessen eignet sich dazu besonders gut eine kontinuierliche Verfahrensweise auf der Schwingebene nach der deutschen Patentanmeldung G 26 943 IVa/i2g, bei der sich die zu besprü

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enden Teilchen über eine annähernd waagrechte, vorzugsweise ebene Flä- ».he bewegen, die an den Längsseiten durch senkrechte Rändern begrenzt .st und die in der Bewegungsrichtung des Gutes Schwingungen mit Frequenzen zwischen 8 und 200 Hz ausführt. Die Einzelpartikel des Subiträta bewegen sich auf dieser Schwingebene in kleinen Wurfparabeln orwärts, so daß der Sprühkegel auf ständig erneuerte Materialoberflähen trifft. Hierbei tritt keine mechanische Schädigung der gebildeten ösen Aggregationen ein.

■chließlich eignet sich unter bestimmten Arbeitsverhältnissen auch der Dekannte Granulierteller, wobei die Größe des Tellers, die Neigung und fmdrehungszahl, die Zulaufgeschwindigkeit des Substrats und die Aufiprühgeschwindigkeit so gewählt worden müssen, daß sich keine dichten franulate, sondern nur lockere Aggregationen bilden. Insofern unterjcheidet sich auch hier die erfindungsgemäße Arbeitsweise von den becannten Granulierverfahren. Auch diese Apparatur hat den Vorteil, daß sie kontinuierlich betrieben werden kann.

Das Weitererhitzen des besprühten Gutes kann z.B. in einem Drehrohrofen, jiner Drehtrommel oder einem Etagenofen erfolgen, bei Benutzung der jchwingebene gegebenenfalls auch auf dieser selbst. Die Erhitzungstemperaturen sollen höher als 250°, vorzugsweise höher als 300°, liegen, jedoch in keinem Falle den Schmelzpunkt erreichen. Temperaturen zwischen 300 und 450° werden bevorzugt. Auch hier sind stärkere mechanische Einwirkungen auf die gebildeten Aggregationen, z.B. durch Reiben, brücken oder Quetschen, unerwünscht: Diese sollen sich frei und lose gegeneinander bewegen und dabei von den Heizgasen bestrichen werden, Dhne dabei aber gedrückt oder gerieben zu werden. Ebenso sollen die Aggregationen, die bei der Besprühung entstehen, beim Transport zur irhitzungsapparatur nicht gequetscht oder gedrückt werden, weshalb sich ransportschneoken hierzu weniger eignen als Transportbänder, Schüttlinnen oder Wendelwuchtförderer.

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Am Schluße werden die körnigen, voluminösen Produkte nach dem Abkühlen sofern es nicht schon vor der Erhitzung geschehen ist - einer Siebung unterworfen, wobei etwa noch gebildete, zu grobe Anteile und ebenso die Peinanteile abgetrennt werden.

Die bei dem erfindungsgemaßen Verfahren entstehenden voluminösen und großkörnigen Produkte zeigen eine hohe Aufnahmefähigkeit für flüssigkeiten, insbesondere Tenside in öliger oder mäßig pastöser Konsistenz, und lösen sich rasch in Wasser auf. Sowohl die erfindungsgemaßen Phosphate selbst, als auch die daraus herstellbaren Kombinationen mit Tensiden, Emulgatoren, Lösungs- und Konservierungsmitteln sind gut rieselnd und nicht zusammenklumpend. Die neuartigen Produkte sind infolgedessen für die Herstellung von vielen chemisch-technischen Produkten , als Grundstoff hervorragend geeignet. Sie sind unter dem Mikroskop leicht von 'Sprühtrocknungsprodukten zu unterscheidens V/ährend die letzteren aus Kugeln oder Kugelschalen oder gegebenenfalls kleinen Agglomerationen kleiner Kugeln oder Kugelschalen bestehen, stellen die erfindungsgemaßen Produkte zwar unregelmäßig geformte, aber große Gebilde dar, die in jeder Richtung ungefähr dieselbe Dimension aufweisen und aus sehr vielen kleinen Einzelteilchen bestehen, die so zusammengefügt sind, daß dazwischen Hohlräume ausgespart sind, die das ganze Gebilde durchdringen, so daß von einer schwammförmigen Struktur gesprochen werden kann.

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Beispiel 1?

Ein Natriumraonophosphat-Sprühcalcinat mit einem NapOiPpOc-Verhältnis von 2:1, bei dem 65$ Korngroßen kleiner als 0,075 nun, 78$ Korngrössen kleiner als 0,1 mm und 99,3$ Korngrößen kleiner als 0,3 mm aufwiesen, wurde in einer Drehtrommel, die 0,52 m lang war, einen Durchmesser von 0,52 m hatte und mit 20 Umdrehungen pro Minute rotierte, mit Hilfe einer 1,6 mm Zweistoffdüse und einem Luftdruck von ca. 2 at U mit 25$ Wasser besprüht.' Die mittlere Tropfengröße betrüg.20/u.

Da3 besprühte Produkt wurde in einem elektrisch geheizten Labordrehrohr von 1,35 m Länge und 0,08 m lichter Weite, das mit 12 Umdrehungen pro Minute rotierte, bei 360° Materialhbchsttemperatur in Na^PgOy überführt. Das Überführungsprodukt wurde nach dem Abkühlen auf Sieben mit Maschenweiten von 1,5 mm und 0,3 mm abgesiebt und bestand nach der Siebung zu 29»3$ aus Korngrößen größer als 1,5 mm mit einem Schüttgewicht von 370 g/l, zu 34_f5$ aus Korngrößen zwischen 1,5 und 0,3 mm mit einem Schüttgewicht von 410 g/l und zu 36,2$ aus Korngrössen kleiner als 0,3 mm mit einem Schüttgewicht von 490 g/l·. V/urde dagegen das gesamte Überführungsprüdukt einer Zwangssiebung auf einem Sieb mit 1,5 mm Maschenweite und einer weiteren Siebung auf einem Sieb mit 0,3 mm Maschenweite unterzogen, so lagen 54$ de3 gesamten Produktes al» Kornfraktiun zwischen 1,5 und 0,3 mm mit einem Schüttgewicht von 430 g/l und 46$ mit Körnungen von kleiner als 0,3 mm und einem Schüttgewicht von 500 g/l vor.

Durch eine Aussiebung von Feingut kleiner als 0,3 mm aus dem besprühten Natriummonophosphat konnte der Anteil an Grobgut, d.h. der Fraktion 1,5 bis 0,3 mm Körnung, bei annähernd gleichen Schüttgewichten gesteigert werden. V/urde nämlich aus dem mit 25$ Wasser besprühten Natriummonophosphat der Feinanteil kleiner als 0,3 mm ausgesiebt und nur der Teil des Produktes zur Überführung entsprechend

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der obigen Beschreibung eingesetzt, der aus Korngrößen von größer als 0,3 mm bestand (Korngrößen größer als 1,5 mm waren nicht vorhanden), so fiel ein Endprodukt an, das keine Körnungen größer als 1·,5 mm enthielt. Der Anteil der Siebfraktion 1,5 mm bis 0,3 mm betrug 67$ bei einem Schüttgewicht von 445 g/l. 33$ lagen als Feingut mit Körnungen kleiner als 0,3 mm und einem Schüttgewicht von 445 g/l vor« Das Feingut wurde dem Ausgangsprodukt des nächsten Ansatzes zugemischt.

Beispiel 2:

Eine Schwingebene nach Patentanmeldung 0 26 943 IVa/i2g, die aus einem 60 cm breiten und 3,6 ι langen Aluminiumblech bestand, das an den Längsseiten 6 cm hohe, senkrechte Ränder trug, wurde durch rotierende, außermittige Massen in Längsrichtung in lineare Schwingungen von 4 mm Amplitude bei einer Frequenz von 25 Hz versetzt. Aus " einem Bunker wurde calciniertes Dinatriummono phosphat 1^2HPO*, vvjn dem 59,6$ durch ein Sieb mit 0,075 mm Maschenweite, 72,8$ durch ein Sieb mit 0,1 mm Maschenweite und 99,1$ durch ein Sieb mit 0,3 mm Maschenweite gingen, auf die Schüttelrinne gegeben, wobei durch eine Querleiste eine Schichtdicke von 6 mm eingestellt wurde. Mittels 6 hin- und herbewegten Düsen wurden ca. 15$ Wasser aufgesprüht, wobei diemittlere Tropfengröße 130 Ai betrug. Die Düsen waren zu je dreien nebeneinander quer zur Arbeitsrichtung angeordnet, wobei jeweils in der Mitte eine 0,5 mm Druckdüse, zu beiden Seiten je eine 1,1 mm Druckdüse angeordnet war, die mit 3,5 atü Wasserdruck beaufschlagt wurden. Die beiden Düsenreihen waren 1 ,5 m voneinander entfernt; beide wurden mechanisch in der Arbeitsrichtung hiu- und herbewegt, wobei sie einen Weg von 16 cm bestrichen. Zwischen den beiden Düsenreihen befand sich eine Durchmischvorrichtung in Gestalt eines dünnen Querstabes, der 2 mm über der Schwingebene befestigt war und bei dem

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in Teil des Materials unter diesem Stab, ein anderer über dem Stab assierte»

as besprühte Material wurde in drei Teile geteilt:

a) wurde sofort, ohne zu sieben, durch den in Beispiel 1 beschriebenen Drehrohrofen gegeben,

b) wurde nach 16 Stunden Lagerung, ohne zu sieben, durch den in Beispiel 1 beschriebenen Drehrohrofen gegeben,

c) wurde nach 16 Stunden Lagerung durch ein Sieb mit 1,5 mm lichter Maschenweite gesiebt und die Fraktion mit einer Korngröße kleiner als 1,5 mm durch den in Beispiel 1 beschriebenen Drehrohrofen gegeben,

>abei ergab sich nach der Erhitzung auf 400° im Drehrohrofen folgen-

	a	,5*	b	5%	5	io
oat eile J>> 1 ,5 mm	38,	Mo	43,	*	50
Vnteile 0,3 - 1,5 mm (Haupt fraktion)	51,	io	43,	io	45	g/l
lnteile <C0,3 mm	10	g/l	13	g/i	485	g/l
Schuttgewicht des gesamten Materials	580	g/l	510	g/l	360
Schüttgewicht der Hauptfraktion	460	400

Beispiel 3:

Mit der im Beispiel 2 beschriebenen Apparatur wurde ein weiterer Versuch durchgeführt, jedoch wurden hierbei 2 Reihen von je 3 Düsen .lit 0,8 mm Düeenö'ffnung bei 3,5 atü Wasserdruck eingesetzt'. Die littlere Tropfengröße betrug 140 /U. 3 kg des im' Beispiel 2 beschriebenen ealcinierten Dinatriummonophosphate wurden im Gemisch

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mit 1,5 kg Rückgut aus Beispiel 2 als Ausgangsraaterial verwendet. Das Rückgut bestand zu einem Drittel aus gemahlenem Grobgut aus der Besprühung, zu 2 Dritteln aus feinem Tetranatriumdiphosphat, das nach der Überführung ein Sieb mit 0,3 mm Maßchenweite passiert hatte.

Auf der Schwingebene waren hinter den beiden Düsenreihen Siebeinrichtungen angebracht, die es gestatteten, zunächst die Grobanteile mit Korngrößen über 1,5 mm und anschließend den erwünschten Kornbereich zwischen 1,5 und 0,3 bzw. 0,2 mm herauszunehmen. Der nach der ersten Düsenreihe auf der Schwingebene verbliebene Feinanteil wanderte zur aweiten Düsenreihe, nach der wiederum der erwünschte KOrnbereich durch ein aufmontiertes Siebpaar herausgenommen wurde. Der noch ablaufende Peinanteil wurde wieder als Rückgut eingesetzt.

Nach der ersten Siebreihe hatten 28% des eingesetsten Materials .. Komgr ÖD en-zwischen 0,3 und 1,5 mm und wurden herausgenommen bzw *, bei Verwendung eines anderen Siebes, 41$ des Materials mit Korngrößen zwischen 0,2 und 1,5 mm. Die beiden erwünschten Kornfraktionen enthielten 10,4 bzw. 9»0$ Aufsprühwasser. Nach dem zweiten Durchgang wurden weitere 23$ bzw. 34$ des Materials mit dem erwünschten Kornbereich herausgenommen. Die Schüttgewichte der Fraktion mit den beiden Kornbereichen 1,5 mm bis 0,3 mm und 1,5 mm bis 0,2 mm betrugen 428 bzw. 455 g/l. Nach Überführung in Tetranatriumdiphosphat bei 400° in dem im Beispiel 1 beschriebenen Drehrührofen betrugen die Schüttgewi ohte 400 bzw. 470 g/l.

Beispiel 4:

In dem gleichen Apparat wie bei Beispiel 3 mit derselben Düsen- und Siebanordnung wurden 5 kg eines im Sprühturm durch Verdüsen mit einer Einstoffdüse und Trocknen im Gleichstrom hergestellten calcinierten Dinatriummohophosphats Na₂HPO^ als Ausgangsmaterial verwendet, das aus intakten Hohlkugeln mit einem mittleren Durchmesser

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von 0,2 mm bestand. Nach Überführung der Fraktion mit Korngrößen zwischen 1,5 mm und 0,3 mm des 17,7$ Aufsprühwasser enthaltenden Besprühungsproduktes bei 400° in demselben Drehrohrofen wie bei Beispiel 1 in Tetranatriumdiphosphat wurden traubenförmige Partikel mit einem Schüttgewicht von 335 g/l erhalten.

Beispiel 5?

5 kg Natriumonophosphat-Speühcalcinat mit einem NapOiPgOj--Verhältnis von 1,6:1 wurden auf einem rotierenden Teller von 1,1 m Durchmesser* der 45° Neigung gegen die Horizontale hatte und mit 20 Umdrehungen pro Minute rotierte, innerhalb von 1 Minute mit 10$ Wasser besprüht, wobei die mittlere Tropfengröße 120/u betrug. Nach der Besprühung rotierte der Teller noch 3 Minuten. Das besprühte Produkt wurde in dem im Beispiel 1 beschriebenen Drehrohr bei 360° Materialtemperatur in Natriumtriphosphat überführt. Nach dem Abkühlen wurde das Produkt durch ein Sieb mit 1,5 mm lichter Maschenweite zwangsweise gesiebt und das kleiner als 0,3 mm große Feingut durch eine zweite Siebung abgetrennt. Die Feinanteile wurden dem Ausgangsraaterial zugemischt und mit diesem zusammen erneut besprüht. Die Siebung wurde in gleicher V/eise wie im Beispiel 1 durchgeführt. Die Siebfraktion 1,5 bis 0,3 mm, deren Anteil am Endprodukt 79$ betrug, hatte ein Schüttgewicht von 445 g/l. Wurde vor der Überführung das Feingut mit einer Korngröße von weniger alsO,3 mm aus dem besprühten Natriummonophosphat ausgesiebt und nur das Grobgut zur Überführung unter sonst gleichen Bedingungen eingesetzt, so konnte bei gleichen Schüttgewichten der Anteil der Fraktion 1,5 bis 0,3 mm auf 94$ gesteigert werden. Die Lösungsgeschwindigkeit betrug 30 Sekunden.

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Beispiel 6:

200 kg Dinatriummonophosphat-Sprühcalcinat mit den im Beispiel 1 mitgeteilten Eigenschaften wurden auf dem im Beispiel 5 "beschriebenen rotierenden Teller chargenweise mit 6$ Wasser besprüht. Das Fassungsvermögen des Tellers betrug 8 kg Dinatriummonophosphat. Gesprüht wurde mit einer 0,5 mm Einstoffdüse entsprechend einem Durchsatz von 100 ml Wasser pro Minute und einer mittleren Tropfengröße von 15OyU. Das Produkt wurde dann nach einer Zwischenlagerung von ca. H Stunden in einem Drehrohr von 6 in Länge und 0,6m lichter Weite und einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 2,5 UpM bei 360° G Materialtemperatur in Tetranatriumdiphosphat überführt. Der Materialdurchsatz betrug ca. 150 kg Ausgangsphosphat pro Stunde«, Nach dem Abkühlen wurde das Produkt durch ein Sieb mit T,5 mm Maschenweite zwangsweise gesiebt und das Feingut mit Korngrößen kleiner ale 0,3mm durch eine zweite Siebung abgetrennt. Die Feinanteile wurden dem Ausgangsmaterial zugemischt und erneut der Besprühung zugeführt. Die Siebfraktion 1,5 bis 0,3 mm hatte ein Schüttgewicht von 4-20 g/l bei einer Lösungsgeschwindigkeit von 20 Sekunden. Das Feingut wies ein Schüttgewicht von 530 g/l und eine Lösungsgeschwindigkeit von 30 Sekunden auf. Beide Fraktionen besaßen ein gutes Rieselverhalten.

Die Lösungsgeschwindigkeit wurde wie folgt bestimmt: In ein Reagenzglas von ca. 40 ml Inhalt wurden nacheinander 0,4 g Substanz· und ml aq. dest. eingefüllt. Das Glas wurde mit einem Stopfen verschlossen, soiort umgeschwenkt und gleichmäßig bewegt. Die Zeit bis zum Auflösen der Substanz ergibt einen Wert, der es gestattet, die Lösungszeiten verschiedener Stoffe miteinander zu /3rgleichen.

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Claims (1)

1. atefltaneprüche ι I

   ¹. Verfahren zur Herstellung von grobkörnigen Natriumdi'- und triphosjhaten von leichtem Schüttgewicht durch Überführung von Monophosphaten )ei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes, dadurch gekennzeichnet, laß feinkörniges Natriummonophosphat mit einem MagOiPgOr-Verhältnis von ,5 bis 2:1 unter rascher, jedoch schonender Relativbewegung der Einzel-,eilchen mit 4 bis 30$, vorzugsweise 7 bis 20$, Wasser bedüst werden, .essen mittlere Tropfendurchmesser höchstens 0,3» vorzugsweise 0,2 mm, >eträgt und dieses Sprühprodukt unter ständiger, jedoch schonender, )rücken^ Reiben oder Quetschen vermeidender Bewegung auf Temperaturen zwischen 250 und 550° erhitzt wird.

   \ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feinkörlige Natriummönophosphat zu mehr als 90$ aus Teilchen besteht, deren Corndurchmesser kleiner als 0,3 mm ist, und zii mehr alB 50$ aus Teilchen besteht, deren Korndurchmessör kleiner als d,1 mm ist.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feinkör*- aige Natriummonophosphat durch Sprühtrocknung gewonnen ist und vorwiegend die Form von Hohlkugeln mit einer mittleren Teilchengröße zwischen 3,05 mm und 0,5 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 0,3 mm, aufweist.

   Φ. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, iaß das Aufsprühprodukt, vorzugsweise vor dem Erhitzen, durch ein Sieb nit 0,75 bis 2 mm Maschenweite abgesiebt wird.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Natriummonophosphat, vorzugsweise vor der Besprühung mit Wasser, Natriumdi- oder -triphosphat zugesetzt wird.

   i. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, aß zur Besprühung eine wäßrige Lösung eines Alkaliphosphates und/oder Phosphorsäure verwendet wird. COPY

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   7· Verfahren nach einem der'· Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des iNiatriuniphosphates durch Kaliumphosphat ersetzt wird.

   8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7/ dadurch gekennzeichnet, daß das Vorprodukt nach dem Aufsprühen 1 bis 24 Stunden gelagert wird, ehe es erhitzt wird.

   9· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufsprühen des Wassers in einer bewegten Vorrichtung erfolgt, die .keine relativ bewegten Mischorgane enthält.

   10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Besprühung in einer Drehtrommel, vorzugsweise einer Sprühmischtrommel, vorgenommen wird, die im ganzen die Form eines doppelten Kegels mit gemeinsamem Grundkreis besitzt, der um die Kegelachse rotiert, und in derem Inneren Einbauten angeordnet sind, die bei jeder Umdrehung der Trommel das Gut wieder in Richtung auf die beiden Kegelspitzen bewegen, sowie an der einen Kegelspitze eine Öffnung zum Eindüsen einer Flüssigkeit, gegebenenfalls an der anderen Kegelspitze eine Öffnung zur Abführung von Staub und Abluft und gegebenenfalls am gemeinsamen Grundkreis der beiden Kegel eine verschließbare Öffnung für Beschickung und Entleerung aufweist.

   11. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Besprühung auf einer Schwingebene vorgenommen wird, die aus einer annähernd waagrechten, vorzugsweise ebenen Fläche besteht, die an den Längsseiten durch senkrechte Ränder begrenzt ist und in der Bewegungsrichtung des Gutes Schwingungen mit Frequenzen zwischen etwa 8 und 200 Hz ausführt.

   12. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Besprühung auf einem Granulierteller vorgenommen wird.

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