Verfahren zur Herstellung von AlkaUphosphaten. Es ist bekannt, zwecks Herstellung von Alkaliphosphaten ein Gemisch einer Metall phosphorverbindung, wie insbesondere Eisen phosphor, mit einem Alkalikarbonat bei Ge genwart von Sauerstoff, zum Beispiel in Form von Luft, zweckmässig unter Bewegung des Gutes, zum Beispiel unter laufender Hindurch führung desselben durch einen Drehrohrofen unter gleichzeitiger Zuführung von Luft bei höherer Temperatur, zum Beispiel einer sol chen oberhalb 600 C, jedoch unter Vermei dung von Temperaturen von solcher Höhe, dass ein Zusammenschmelzen des Gutes ein treten kann,
zur Umsetzung zu bringen.
Nach der Erfindung erfolgt die Herstellung von Alkaliphosphaten durch Umsetzen einer Metallphosphorverbindung mit einer basischen Alkaliverbindung bei Gegenwart von Sauer stoff unter Bewegung des Gutes bei höherer Temperatur, jedoch unter Vermeidung von Temperaturen, bei denen ein Schmelzen der Masse eintritt, unter Anwendung einer so grossen Sauerstoffmenge,' dass das Abgas noch mindestens 5 /o freien Sauerstoff enthält.
Es wurde nämlich beobachtet, dass in ge wissen Fällen ein Sintern und Backen der Masse eintritt, obwohl die Temperaturen den Schmelzpunkt der Soda oder des Trialkali- phosphates nicht erreichten. Es wurde bisher angenommen,
dass der Reaktionsverlauf nach folgenden Gleichungen vor sich geht 2 Fe2P 1- 4 02 -(- 3 Na2C09 = 2 Na3P04 -j- 3<B>00</B> -i- 2 Fe203 6 Fe2P -j- <B>11</B>02 + 9 Na2C0s = 6 NaSP04 + 9 CO -'- 4 Fes04 das heisst auf 1 Atom P kommen 4 bezw. 3,65 Atome Sauerstoff.
Wendet man nur so viel Luft an, als zur vollständigen Verbrennung des Brennstoffes notwendig ist, um das Reaktionsgemisch auf die Reaktionstemperatur zu erhitzen, und ferner so viel zusätzliche Luft, als dem Sauer stoff obiger Gleichungen entspricht, so stellen sich im Betriebe Schwierigkeiten ein, selbst wenn man noch zusätzliche Mengen Luft hinzufügt unter Berücksichtigung der Tat sache, dass eben nicht jedes Teilchen Sauer stoff mit der Reaktionsmasse in Berührung kommt.
Diese Schwierigkeiten bestehen darin, dass aus Mangel an Sauerstoff der Phosphor nicht bis zur P205-Stufe, sondern teilweise nur bis zur P209-Stufe oxydiert wird.
An Stelle von Fe203 oder Fes04 oder Ge mischen davon entsteht teilweise Fe0. Das Auftreten von Eisenoxydul, sowie Salzen der phosphorigen Säure verursacht ein Sintern und ein Zusammenballen der Masse, so dass nicht nur eine Minderqualität an Trialkali- phosphat erhalten wird, sondern auch durch das Zusammenbacken ein erheblicher Teil der Beschickung der Reaktion entzogen wird.
Es wurde nun gefunden, dass, zwecks glatter Durchführung der Reaktion, theoretisch mindestens so viel Sauerstoff vorhanden sein muss, dass das gesamte entweichende Kohlen oxyd zu Kohlensäure verbrennt. Dieser theo retische 1VIinimalgehalt an Sauerstoff kann durch folgende Gleichungen ausgedrückt wer den 2 Fe2P + 5,5 02 + 3 Na2C03 = 2 NaBP04 + 3 002 -f- 2 Fe20s 6 Fe2P + 15,
5 02 --f- 9 Na2C0s = 6 Na3P04 + 9 C02 + 4 Fes04 das heisst auf 1 Atom P kommen 5,5 bezw. 5,17 Atome Sauerstoff.
Da aber, wie schon oben erwähnt, nicht jedes Molekül des Sauerstoffes Gelegenheit hat, mit der Masse in Berührung zu kommen, so haben die Versuche ergeben, dass ein ein wandfreier Verlauf der Reaktion nur dann eintritt, wenn so viel überschüssiger Sauer stoff vorhanden ist, dass in den Abgasen freier Sauerstoff in einer Menge von mindeätens 5 %, vorteilhaft jedoch nicht unter 9 % und darüber vorhanden ist.
Um eine möglichst gleichmässige Regelung der Oxydation durch die ganze Reaktions masse hindurch zu ermöglichen, empfiehlt es sich, den Sauerstoff oder das sauerstoffhaltige Gas, zum Beispiel Luft, nicht nur an einer einzigen Stelle; sondern an verschiedenen, in zweckmässiger Weise über den Reaktions raum, zum Beispiel über die ganze Länge des verwendeten Drehrohres oder auch nur über einen Teil derselben, verteilten Stellen dem Reaktionsraum zuzuführen, wobei es sich weiterhin empfiehlt, auch für die Möglichkeit einer Regelung der an jeder einzelnen Stelle zugeführten Gasmenge, zum Beispiel durch Einbau geeigneter Regelungsorgane in die ein zelnen Zuführungsleitungen, Sorge zu tragen.
Temperaturen zwischen etwa 600 und 950 0 haben sich beispielsweise als gut ge eignet zur Durchführung der Umsetzung er wiesen. Indessen können gegebenenfalls auch tiefere, ebenso wie auch höhere Temperaturen Verwendung finden, letztere aber nur inso weit, als dabei die Temperaturgrenze nicht überschritten wird, bei der ein völliges oder teilweises Schmelzen der Masse eintreten kann.
<I>Beispiel:</I> Ein Gemisch, das auf 100 Gewichtsteile eines feingemahlenen Eisenphosphors mit 20 % Phosphor 110 Gewichtsteile kalzi- nierte Soda enthielt, wurde durch ein durch eine Gebläseflamme in üblicher Weise erhitz tes Drehrohr hindurchgeführt, wobei durch Regelung der Flamme dafür Sorge getragen wurde, dass nach der Einleitung des Um setzungsvorganges die Temperatur ungefähr zwischen 800 und 900 0 gehalten wurde. Das Reaktionsprodukt wurde mit Wasser gelaugt.
Je nach der Regelung der Menge der zuge führten Luft (bei gleichbleibender Geschwin digkeit der Durchführung des Reaktionsge misches durch das Drehrohr), so dass die Ab gase die in der folgenden Zusammenstellung angegebenen Mengen von freiem Sauerstoff enthielten, wurden beim Laugen die beige fügten Ausbeuten an Trinatriumphosphat er halten
EMI0003.0001
Vol. <SEP> /o <SEP> Sauerstoff <SEP> Ausbeute <SEP> an <SEP> Tri im <SEP> Abgas <SEP> naöriumphosphat <SEP> in
<tb> /o <SEP> der <SEP> Theorie
<tb> 4 <SEP> 72
<tb> 5 <SEP> 76-77
<tb> 6 <SEP> 85
<tb> 10 <SEP> 92
<tb> 11-12 <SEP> 94