DE877752C - Herstellung von Tetrakalipyrophosphat - Google Patents

Description

• Herstellung von Tetrakalipyrophosphat Es ist bekannt, daß man wasserfreies Dialkaliphosphat durch Erhitzung in Tetraalkalipyrophosphat überführen kann. Es muß also die Herstellung von kristallwasserhaltigem Dialkaliphosphat vorausgehen, das durch eine Vorerhitzung von Konstitutionswasser befreit werden muß. Wird Dinatriumphosphat erhitzt, so spaltet es Phosphorwasserstoff ab, und es hinterbleibt ein braungefärbtes Erzeugnis, das aus einem Gemisch aus Trinatriumphosphat, Tetranatriumpyrophosphat und rotem Phosphor besteht.
• Es wurde nun gefunden, daß unter Durchführung einfacher Verfahrensbedingungen bei praktisch vollständiger Umsetzung der Einsatzstoffe Alkaliphosphit und Alkaliphosphat unter Abspaltung von Wasserstoff lediglich Tetraalkalipy rophosphat erhalten w°rden kann. Das neue Verfahren besteht darin, daß man ein aus äquimolekularen Teilen Alkaliphosphit, z. B. Nag H P 0" und Alkaliphosphat, z. B. Nag H P 04 oder Na, P 04, bestehendes Gemisch auf mindestens etwa 250°, vorzugsweise auf etwa 40o° erhitzt, wobei die Umsetzung beispielsweise nach folgenden Gleichungen vor sich geht: Na.HPO, + Na.HP04 = Na4P207 + H2, NaH,P03 + NasP04 = Na4P207 + HI.
• Es steht nichts im Wege, falls notwendig, die Erhitzung bis auf etwa goo° zu erhöhen. Höhere Temperaturen sind jedoch zu vermeiden, da dann das Pyrophosphat zu erweichen bzw. zu schmelzen beginnt.
• In weiterer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde gefunden, daß es nicht nötig ist, von den Phosphiten und Phosphaten auszugehen, sondern daß man als Einsatzgut unmittelbar die entsprechenden Säuren, also phosphorige Säure und Phosphorsäure, in diesem Falle unter -Zusatz von Alkalilauge, Alkalikarbonat od. ä. verwenden kann. Die Umsetzung vollzieht sich unter Einhaltung der genannten Mindesttemperatur von etwa 25o° nach der Gleichung H,P03 + H3P04 -f- 4 NaOH = Na4P201 -+- 4 H20 -+- H2, wobei die folgenden Einzelumsetzungen vonstatten gehen: H3P03 +. H3P04 + 4 NaOH = Na2HP03 -+- Na2.HP04 -+- 4 H20, Na2HP03 + Na2HP04 = Nalp20, + H2. Damit besteht also die Möglichkeit, aus einem Gemisch von Phosphorsäure und phosphoriger Säure, das in äquimolekularen Mengen vorliegt, unter Zusatz von 4 Mol Alkalilauge durch Erhitzen auf einfache Weise Tetraalkalipyrophosphat herzustellen. Statt der Alkalilauge können auch andere alkalische Stoffe, die in wäßriger Lösung wie Alkalilauge reagieren, zur Anwendung kommen, z. B. Alkalikarbonat.
• Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn im Einsatzgut das Dialkaliphosphat in geringem Überschuß über die erforderliche Menge vorliegt, da dann jede Möglichkeit des Entstehens von Phosphorwasserstoff vermieden wird. Beim Einsatz der Säuren kann diese unerwünschte Möglichkeit vermieden werden, wenn der Zusatz an Phosphorsäure geringfügig erhöht wird.
• In der Einsatzmischung liegen vorteilhaft, wenn auch nicht notwendigerweise, die Lösungen in möglichst konzentrierter Form vor, da in diesem Falle die Verdampfung erheblicher Mengen von Wasser unnötig ist. Beispiel In ein mit säurefesten Steinzeugplatten ausgemauertes und mit Rührwerk versehenes Gefäß wird eine beliebige Menge möglichst stark konzentrierte, beispielsweise 49°/oige Natronlauge unter gleichzeitigem Zufluß von phosphoriger Säure in fester oder flüssiger Form geleitet bis zu einer Mischungszusammensetzung, bei der die zur Bildung von Dinatriumphosphit erforderliche doppelte Menge Natronlauge vorliegt. Bei der Neutralisation der phosphorigen Säure mit der Lauge tritt starke Erhitzung, verbunden mit einer Wasserverdampfung, ein. Das Verhältnis zwischen Säure und Lauge wird titrimetrisch auf bekannte Weise ermittelt. Das Gemisch wird mit so viel konzentrierter, z. B. 87°/oiger Phosphorsäure versetzt, bis die überschüssige Natronlauge zu Dinatriumphosphat gebunden ist. Es liegen jetzt molare Mengen von Dinatriumphosphit neben Dinatriumphosphat vor. Beim Zulauf der Phosphorsäure steigt die Temperatur durch Wärmeentwicklung auf r18 bis 12o° unter gleichzeitig eintretender starker Wasserverdampfung an. Das heiße sämige Gemisch wird nun fortlaufend einer Doppelpaddelschnecke zugeführt und dabei gleichzeitig so viel vorzugsweise am Schlüß des Verfahrens anfallendes, möglichst über =oo° heißes Tetranatriumpyrophosphat zugesetzt, daB eine für die weitere Erhitzung geeignete, nicht mehr backende, feuchtkrümelige Masse entsteht. Diese Masse fällt fortlaufend in das Eintrittsende eines unmittelbar mit einer Gasflamme nach dem Gegenstromverfahren beheizten Drehrohrofens. An dem Eintrittsende für das zu erhitzende Gut am Ofen, wo gleichzeitig das verbrauchte, durch den Ofen strömende Heizgas austritt, liegt die Temperatur um 15o°. Die feuchtkrümelige Masse tritt mit einer Temperatur von etwa ioo° in den Ofen ein. Beim. langsamen Durchlaufen des Ofens beginnt bei ansteigender Temperatur die Umsetzung, und aus der Masse wird Wasserstoff abgespalten. Bei etwa 45o° ist der Umsatz zu Tetranatriumpyrophosphat beendet. Das Erzeugnis ist jedoch durch feinverteilten Kohlenstoff, der aus den organischen Resten früherer Herstellungsverfahren für die Säuren stammt, graugefärbt. Beim Durchstreichen von Temperaturen oberhalb 6oo° verbrennt dieser Kohlenstoff, und das Erzeugnis wird farblos. Am anderen Ende des Ofens, also an der Austrittsöffnung für das fertige Erzeugnis, wo gleichzeitig die Heizgase eintreten, hat das durchlaufende Gut Temperaturen um goo° angenommen. Das hier vorliegende weiße Natriumpyrophosphat verläßt den Ofen durch die Austrittsöffnung als 98- bis 9g°/oiges Erzeugnis. Verkrustungen der Ofenwandungen oder Schollenbildungen sind nicht eingetreten. Die Durchgangszeit durch den Drehrohrofen betrug 2o Minuten.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Tetraalkalipyrophosphat durch Erhitzen von Alkaliphosphit und -phosphat, dadurch gekennzeichnet, daß ein äquimolekulares wasserfreies Gemisch von Alkaliphosphit und Alkaliphosphat allmählich auf Temperaturen von mindestens 25o°, vorzugsweise auf 400° erhitzt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung des Einsatzgemisches bis auf eine Temperatur von etwa goo° erfolgt.
3. 3. Weitere Ausgestaltung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Phosphorsäure und phosphorige Säure in äquimolekularen Mengen unter Zusatz von 4 Mol Alkalilauge oder diese in wäßriger Lösung bildender Stoffe, wie Alkalikarbonat, vermischt werden, worauf das nunmehr aus Alkaliphosphit und Alkaliphosphat bestehende sämige Gemisch nach Anspruch i oder 2 auf Temperaturen von mindestens 25o° erhitzt wird.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen z bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hitzebehandlung des Phosphit-Phosphat-Gemisches mit im Gegenstrom geführten Heizgasen beim Durchlaufen eines Drehrohrofens bekannter Bauart erfolgt mit der Maßgabe, daß das Phosphit-Phosphat-Gemisch vor dem Eintritt in den Drehrohrofen durch Zusatz von vorzugsweise am Schluß des Verfahrens anfallendem Tetraalkalipyrophosphat zu einer feuchtkrümeligen, im Verlauf des Ofendurchganges nicht anbackenden Masse verarbeitet wird.