PROCESS FOR THE PRODUCTION OF A RAPIDLY SOLUBLE POLYPHOSPHATE GLASS

Abstract: 1. Process for producing a rapidly soluble and freely pourable alkali polyphosphate glass with a low bulk weight by repeatedly applying water to finely ground polyphosphate glass and by subsequently drying the applied water away partially or completely by means of hot air in a fluidised bed, characterised in that an aqueous alkali bicarbonate solution, especially a sodium bicarbonate solution, is sprayed onto polyphosphate glass particles which produce a residue of 1% in a screen analysis to a maximum of 200 mm, the applied water is dried off to a residual moisture of less than 0.2% by weight by means of hot air at a temperature above 120 degrees C, especially hot air at a temperature of 125 to 135 degrees C, and the total quantity of water introduced is a maximum of 8% by weight, as a function of the pH value of the alkali polyphosphate glass, and the total quantity of alkali bicarbonate introduced is a maximum of 1% by weight, each in relation to the alkali polyphosphate glass.

Description: Scschreibung: Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines schnellöslichen und gut rieselfähigen Alkalipoly- phospbatglases mit niedrigem Schüttgewicht, durch mehrmalige Aufbringung von Alkalibicarbonatlösung suf feinvermahlenes Alkali- polyphosphatglas und jeweils daran anschliessendes Wegtrocknen des aufgebrachten Wassers mittels Heissluft. Glasige Alkalipolyphosphete, d.h. Schmelzgemische mittel- und lanG- kettiger Alkalipolyphosphste, werden schon seit langem industriell eingesetzt, z.B. als Kalkbinde- und Wasserenthärtungsmittel, als Korrosionsschutzmittel, Hilfsmittel in der Textil- und Färbe- industrie sowie in der Milch-, Käse- und Fleischindustrie. Ein Nachteil dieser Gläser liegt nun darin, dass sie stark hygroskopisch sind und an feuchter Luft zusammenkleben und zerfliessen. Beim Auflösen in Wasser entstehen zähe Massen, die sich nur sehr langsam auflösen. Dies hat dazu geführt, dass zahlreiche Untersuchungen zur Verbesserung ihrer Eigenschaften durchgeführt worden sind. Auch sind bereits viele, in der Praxis mit mehr oder weniger Erfolg angewandte Lösungswege aufgezeigt worden. Hinsichtlich Löslichkeit und Lagerfähigkeit werden jedoch die bis jetzt erzielten Verbesserungen auf bestimmten Anwendungsbereichen noch nicht als ausreichend angesehen. In der DE-PS 900338 wird beispielsweise vorgeschlagen, pulverförmige Polyphosphatgläser mit Wasser zu befeuchten und durch anschliessende Erhitzung an der Oberfläche der Teilchen einen ueberzug aus einer nicht hygroskopischen sauren Pbosphatverbindung zu bilden. Gemass einer besonderen Ausführungsweise können dem pulverförmigen Polyphosphatglas vor oder nach seiner verfahrensgemässen Behandlung wasserlösliche, in Gegenwart von Wasser und den ver fahrersgemäS entstandenen sauren Umwandlungsprodukten zur Gasentwicklung befähigte pulverförmige Stoffe, wie Nstriumesrbonat und Natriumsulfit, in Mengen von 1 bis 20 % des Phosphatglases zugemischt werden. Das beim Zusammenbringen des Pulvers mit Wasser entstehende Gas soll dann die einzelnen Polyphosphatteilchen unter gleichzeitiger Suspendierung in Wasser auseinandersprengen, so dass die Teilchen selbst ohne Rühren in kürzester Zeit in Lösung gehen sollen. Gemäss einem weiteren Vorschlag in der DE-AS 2139 817 werden rasch lösliche und frei fliessende Alkalipolyphosphatgläser in der Weise hergestellt, dass das Wasseraufbringen sowie das Wegtrocknen mehrmals hintereinander erfolgen, wobei jeweils maximal 2 Gew.-%,vorzugsweise weniger als 1,6 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Glasgewicht, aufgebracht werden und die Heisslufttemperatur zwischen 50 und 1200 C, vorzugsweise zwischen 65 und 1050 C liest. uf diese Weise soll die beim Arbeiten gemäss der DE-PS 903338 beobachtete starke Hydrolyse des Polyphosphats verhindert werden. Auch sollen dadurch in den Apparateteilen zähklebrige Ablage- rungen, die zu Verstopfungen und schliesslich zum Betriebsetill stand führen können, verhütet werden. Insbesondere sollen die beim Eingiessen in Wasser zu beobachtenden Verklumpungen und beim offenen Stehen bei massigeren Luftfeuchtigkeiten zu beobachtende Zlzsammenbackungen vercieden werden. Wie bereits erwähnt worden ist, sind jedoch die Eigenschaften der nach bekannten Verfahren hergestellten Polyphosphatgläser auf manchen Arbeitsgebieten noch nicht zufriedenstellend. Beispielsweise wird nunmehr auch bei rasch löslichen Alkalipoly phosphatglasern ein niedriges Schüttgewicht verlangt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Herstellung frei fliessender und rssch löslicher Alkal ipolyphosphatglä ser mit niedrigem Schüttgewicht. Die gestellte Aufgabe kann überraschend in einfecher Weise mit einem Verfahren gelöst werden, bei welchem in einem Wirbelbett mehrmals hintereinander eine wässrige Salzlösung auf feingemahlenes Polyphosphatglas aufgebracht und das damit eingeschleppte Wasser jeweils teilweise oder vollständig durch Wegtrocknen mit Heissluft entfernt wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass einewaPrige Alkalibicarbonatlösung, insbesondere Natriumbicarbonatlösung, auf Polyphosphatglasteilchen, die bei der Siebanalyse auf 200/um maximal einen Rückstand von 1 t ergeben, auf gesprüht wird und das aufgebrachte Wasser mit Heissluft bei einer Temperatur grösser als 1200 C, insbesondere Heissluft mit einer Temperatur von 125 - 1350 C, auf eine Restfeuchte kleiner 0,2 Gew.-% sbgetrocknet wird, wobei die insgesamt eingebrachte Wasser menge in Abhangigkeit vom pH-Wert des Alkalipolyphosphatglases bei maximal 8 Gew - und die insgesamt eingebrachte Alkalibicarbonatmenge bei maximal 1 Gew.-% liegt, jeweils bezogen auf das Alkalipolyphosphatgl as. Zweckmässigerweise wird so gearbeitet, dass auf Polyphosphatgläser mit einem pH-Wert kleiner 7 maximal 5 %o Wasser aufeebracht werden und auf Polyphosphatgläser mit einem pH-Wert > 7 maximal 8 ' Wasser. Die Konzentration der Alkalibicarbonatlösung sollte zwischen 2 und 7 Gewichtsprozent liegen, betragt jedoch vorteilhafterweise 4,5 bis 5,5 k. Ein wesentliches Kennzeichen des neuen Verfahrens wird darin gesehen, dass als Ausgangsstoff extrem feingemahlene Polyphosphat- gläeer eingesetzt werden. Liegt der Rückstand bei der Siebanalyse auf 200/Um bei etwa 20 %, so wird zwar das Schüttgewicht beträchtlich erniedrigt, jedoch Lösegeschwindigkeit und hygroskopisches Veralten werden nur unzureichend verbessert, wie anhand der Beispiele 1 und 2 noch gezeigt wird. Qus Beispiel 1 geht weiterhin hervor, dass bei Aufsprühen von Wasser enstelle von Natriumbicar bonatlösung wesentlich schlechtere Ergebnisse erzielt werden. Das Verfahren der vorliegenden Anmeldung kann sowohl chargenweise als auch kontinuierlich in einem Wirbelschichtofen ausgeführt werden. In den Beispielen wurde ein WirbelsChichtofen verwendet, der oberhalb des Anströmbodens mit einem Rührwerk ausgerüstet ist. Zur Erzeugung der Wirbelschicht wurden jeweils 30 in Luft/kg h Polyphosphatglas eingeblasen. Die Lufttemperatur betrug 130 C. Die Schichtdicke des Polyphosphstglases in Ruhestellung betrug 60 mm. Die Natriumbicarbonatlösung wurde über mehrere Düsen mit einer Gesamtleistung von 45 ml/Min. bei 4 bar ein gediist. Berechnet auf eingesetztes Polyphosphatglas wurden insgesamt 5 - 8 # Bicarbonatlösung eingedüst, und zwar in 5 Intervallen. Nach Verdüsung der Bicarbonatlösung erfolgte Je- weils eine Trocknung auf 0,2 % Restfeuchte. Das Endprodukt wurde auf seine Löseeigenschaften, Hygroskopizität, Schüttgewicht und Restfeuchte untersucht. Die Untersuchungen wurden unter folgenden Bedingungen durchgeführt: Lösegeschwindigkeit In einem 1 l-Becherglas (hohe Form) wird in 1 1 destilliertem Wasser 30 g der zu prüfenden Substanz über einen Trichter 8 cm über Becherglasrand eingetragen. Nach 5 Min. Standzeit wird mit einem Rührer in L-Form, Länge insgesamt 20 cm, Durchmesser 6 mm, mit einer Flügellänge von 1 cm, mit 1 500 UpM gerührt. Der Sb- stand vom Glasboden zu Rührflügel beträgt 3 cm Die Wassertemperatur wird konstant auf 200 C gehalten. Die Löse zeit wird gemessen vom Zeitpunkt des Eintragens bis zur vollständigen Lösung und in Sekunden angegeben. Hygroskopizitätstest 20 g Material werden in einem ungefütterten Briefumschlag 4 Std. in eine Kammer mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 95 'i eingeengt. Nach 4 Stunden wird der Inhalt des Unschleges über ein 2 mr Sieb bei leichter Rüttelbewegung abgesiebt. Der auf dem Sieb verbleibende Rückstand wird gewogen und in Prozent verbsckenes Material angegeben. Schfittgewicht Das Schüttgewicht wird durch loses Einschütten über einen Trichter in einem 100 ml Messzylinder ermittelt. Restfeuchte Die Restfeuchte wird ermittelt durch Trocknen des Materials bei 105 C. Ausgangsmaterial Löseeigenschaft 600 Sek. Hygroskopizität 100 % Verbackung Schüttgewicht 1,15 kg/l Beispiel 1 5 kg Natriumhexametaphosphat mit einem pH-Wert von 6,2, gemessen in 1 01iger Lösung, und einem Grobanteil von 19 Yo > 200 Z wurdcn in oben beschriebener Apparatur behandelt. Das so instantisierte Material hatte eine Lösezeit 540 Sek. Hygroskopizität 90 % Verbackung Schüttgewicht 1,1 kg/l Restfeuchte 0,18 % Beispiel 2 Wie Beispiel 1, nur snstelle von Wasser wurde eine 5 obige Natriumbikerbonatlösung aufgesprüht. Lösezeit 450 Sek. Hygroskopizität 80 % Verbackung Schüttgewicht 700 g/l Restfeuchte 0,2 % Beispiel 3 Wie Beispiel 2, nur wurde das Ausgangsmaterial so vermahlen, dass auf 200 ein Rückstand von maximal 1 % verblieb. Lösezeit 250 Sek. Hygroskopizität 30 % Verbackung Schüttgewicht 640 g/l Restfeuchte 0,25 % Beispiel 4 Wie Beispiel 3, nur anstelle von Hexametaphosphat wurde ein Tetrapolyphosphat mit pH 8,1 eingesetzt und in 5 Intervallen insgesamt 8 % Wasser aufgesprüht. Lösezeit 260 Sek. Hygroskopizität 100 % Verbackung Schüttgewicht 690 g/l Restfeuchte 0,1 ' Beispiel 5 Wie Beispiel 4, nur anstelle von Wasser wurde eine 5 %ige Na- triumbikarbonatlösung aufgesprüht. Lösezeit 210 Sek. Eygroskopizität 50 k Verbackung Schüttgewicht 530 g/l Restfeuchte 0,13 % Beispiel 6 Wie Beispiel 3, nur wurde anstelle eines Hexametaphosphats mit pH-Wert von 6,2 ein ssures Hexametaphosphat mit einem pH-Wert von 4,4 mit einer 1 %igen Natriumbikarbonatlösung besprüht. Lösezeit 250 Sek. Hygroskopizität 35 % Verbackung Schüttgewicht 650 g/l Restfeuchte 0,38 %

Claims: Verfahren zur Bevotellung eines schnellbalichen Polyphosphatglases 1. Verfahren zur Herstellung eines schnellöslichen und gut riesel fähigen Alkalipolyphosphatglases mit niedrigem Schüttgewicht durch wiederholtes Aufbringen von Wasser auf feingemahlenes Polyphosphatglas und jeweils daran anschliessendes teilweises oder vollständiges Wegtrocknen des aufgebrachten Waesers mit Heissluft im Wirbelbett, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine wässrige Alkslibicarbonatlösung, insbesondere Natriumbi carbonatlösung, auf Polyphosphstglasteilchen, die bei der Sieb analyse auf 200 m maximal einen Rückstand von 1 % ergeben, sufgespriht wird, das aufgebrachte Wasser mit Heissluft bei einer Temperatur grösser 1200 C, insbesondere Heissluft mit ei ner Temperatur von 125 bis 1350 C, auf eine Restfeuchte kleiner 0,? Gew.-X abgetrocknet wird, wobei die insgesamt eingebrachte Wassermenge in Abhängigkeit vom pH-Wert des Alkalipolyphosphat- glases bei maximal 8 Gew.-zó und die insgesamt eingebrachte Alkalibicarbonatmenge bei maximal 1 Gew.-; liegt, jeweils be zogen auf das Alkalipolyphosphatgles. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei ei nem Polyphosphatglas mit einem pH-Wert kleiner als 7 maximal 5 @ Wasser und bei einem Polyphosphatglas mit einem pH-Wert grösser als 7 maximal 8 Gew.-% Wasser aufgesprüht werden. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine 2 bis 7 fige, insbesondere 4,5 bis 5,5 %ige Natrium bicarbonstlösung, aufgesprüht wird. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufsprühung der Natriumbicarbonatlösung und Wegtrock nung des Wassers 5 bis 7mal erfolgt. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekernzeichnet, das ssufspruhung und Wegtrocknung des Wassers kontinuierlich oder chargenweise erfolgen.

Inventors: EGNER, MANFRED, ING. (GRAD.), FORSTER, HANS-JOACHIM, DR. DIPL.-CHEM., TERASA, OTTO, Förster, Hans-Joachim, Dr. Dipl.-Chem.
Applicants: GIULINI CHEMIE GMBH
Application year: 1981
Main classification: C01B25
IPC codes: C01B25